DE1453652A1

DE1453652A1 - Vibration pump

Info

Publication number: DE1453652A1
Application number: DE19621453652
Authority: DE
Inventors: Stefani Roberto De
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-05-05
Filing date: 1962-08-01
Publication date: 1969-04-30

Description

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Roberto DS STEFMI,Roberto DS STEFMI,

Duaano Milanino, Via G.Yerdi, 7, Mailand, ItalienDuaano Milanino, Via G.Yerdi, 7, Milan, Italy

SchwingungspumpeVibration pump

Priorität: Italienische Patentanmeldung ' Nr. 23 132 vom 5. Mai 1962Priority: Italian patent application 'No. 23 132 of May 5, 1962

Die .Erfindung betrifft eine üchwingungspumpe mit einem insbesondere von einem Elektromagneten in Schwingung versetaten Pumporgan·The invention relates to a vibration pump with a particular pumping element set in vibration by an electromagnet

Derartige Pumpen sind bekannt. So gibt es Verdrängerpumpen, bei denen/ίη der Einlaß- und der Auslaß-Öffnung der Pumpenkammer synchron in Gregentakt arbeitende Rückschlagventile vorgesehen sind, die von der in der·in der Pumpenkammer federnd angeordneten Fördereinrichtung steuerbar sind, wobei mit der Fördereinrichtung ein Anker aus ferromagnetischem Material verbunden ist, der von einer mit Wechselstrom speisbaren und von einem magnetischen Kern isolierten Erregerwicklung hin- und herbewegt werdun kann, um die Fördereinrichtung in Schwinzu versetzen, ülin Nachteil solcher Pumpen sind die be-Such pumps are known. There are positive displacement pumps in which / ίη is the inlet and outlet opening of the pump chamber Check valves working synchronously in Gregentakt are provided which can be controlled by the conveying device resiliently arranged in the pump chamber, with the Conveyor an armature made of ferromagnetic material connected by an excitation winding that can be fed with alternating current and is isolated from a magnetic core. and can be moved around the conveyor in Schwinzu move, a disadvantage of such pumps are the

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trächtliohen .Querabmessungen der Kerne für die Erregerwicklung, die den Einsatz dieser Pumpen in Schachtbrunnen 'mit geringer lichter i/eite, z.Bo von 10 cm Durchmesser, oder Rohren kleinen Querschnittes unmöglich machen. Ein weiterer lachteil solcher ■Verdrängerpumpen besteht in der geringen Förderleistung und dem schlechten //irkungsgrad.Trächtliohen .transverse dimensions of the cores for the excitation winding, the use of these pumps in shaft wells' with low lights inside, e.g. 10 cm in diameter, or small tubes Make cross-section impossible. Another disadvantage of such positive displacement pumps is the low delivery rate and the poor // efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Verdrängerpumpe, bei der die ^uerabmesbungen des Kernes der Erregerwicklung so verkleinjrt sind, daib sie unter anderem durch enge Brunnenschächte zu dem umzupumpenden Medium hinabgelassen werden kann und bei der gleichzeitig Förderleistung und //irkungsgrad verbessert sind. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als l-umporgan ein innerhalb der Pumpenkammer angeordneter Gummiklotz dient, welcher gleichzeitig zur Aufhängung bzw. Lagerung einer die Schwingung auf den das Pumporgan bildenden Gumiaiklotz übertragenden v/elle vorgesehen ist ι wobei das pumpen durch die elastische Volumenänderung des Gummiklotzes während seines Schwingens bewirkt wird, daß die Pumpenkammer mit Rückschlagventilen verseilen ist, weiche aus kegeistumpfförmigen Platten aus elastischem Material bestehen, die sioh auf kegeligen Ventilsitzen abstützen, welche eine oder mehrere in Umfangsrichtung verteilte öffnungen für den Einlaß bzw. Auslaß des zu pumpenden Mediums in bzw. aus der Pumpenkammar aufweisen, und daß die Welle durch einen elektromagnetischen, einen runden Querschnitt und eine ringförmige Kammer, welche eine elektrische Wicklung aufnimmt, aufweisenden Kern in Schwingung gesetzt wird, welcher den gesamten Pumpenquersohnitt voll aus·* füllt.The object of the invention is to create a positive displacement pump in which the dimensions of the core of the excitation winding are as follows are reduced in size, because they can be found through narrow well shafts, among other things can be lowered to the medium to be pumped and at the same time the delivery rate and efficiency improved are. The object is achieved in that as a l-umporgan a rubber block arranged inside the pump chamber is used, which at the same time serves to suspend or support a the vibration on the rubber block forming the pumping element transmitting v / elle is provided ι with the pumping through the elastic change in volume of the rubber block during its oscillation causes the pump chamber with check valves stranding is soft from frustoconical plates consist of elastic material, which sioh on tapered Support valve seats, which one or more in the circumferential direction have distributed openings for the inlet or outlet of the medium to be pumped into or out of the pump chamber, and that the shaft through an electromagnetic, a circular cross-section and an annular chamber, which is an electrical Winding absorbs, having core is set in vibration, which the entire pump cross sonit fully from * fills.

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Es hat sioh bewährt, daß der Kern ein in an sich bekannter iffeise geblätterter Kern ist, dessen einzelne Bleche U-Form ^aufweisen und entsprechend dem Verlauf von Kreisevolventen gebogen sind, wobei der die elektrische Wicklung aufnehmende Raum duroh die U-Form der magnetischen Bleche erhalten 7/ird·It has been proven that the core is a known per se iffeise leafed core is, its individual sheets U-shape ^ have and curved according to the course of circular involutes where the space accommodating the electrical winding is given by the U-shape of the magnetic sheets 7 / ird

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt«The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. Shows «

Figur 1 einen axialen Schnitt duroh eine Verdrängerpumpe gemäß der ErfindungFigure 1 is an axial section through a positive displacement pump according to the invention

Fig. 2 die bei der Jilrfindung zur Anwendung gelangenden U-BlecheFig. 2 used in the invention U-plates

Figur 3 die den Kern bildenden evolventenformig gebogenen Bleche gemäß der Erfindung, undFIG. 3, the involute-shaped curved ones forming the core Sheets according to the invention, and

Figur 4 einen Querschnitt durch den Kern mit Erregerwicklung gemäß der Erfindung.FIG. 4 shows a cross section through the core with excitation winding according to the invention.

Naoh Fig. 1 besitzt der magnetische Kern 1 eine zjlindrische Gestalt und weist im Innern einen koaxialen Ringraum 6 gemäß Fig. 4 auf, in dem eine Erregerwicklung 8 untergebracht ist. Der Ringraum 6, dessen untere Seite nach außen offen ist, ist auf der oberen Seite duroh Jochteile 3 nach außen abgeschlossen. Die Jochteile 3 verbinden zwei in axialer Richtung verlaufende ringförmige Schenkel 4 und 5 verschiedenen Durchmessers miteinander, die die seitliche Innen- b.rw. Außenwandung des Ringraumes 6 bilden. Wie Fig. 4 zeigt, ist der magnetische Kern 1 au3 in Fig. 3 gezeigten evolventenfdrmig gebogenen Ij-Blechen 2 zusammengesetzt, die um eine Längsachse imAccording to FIG. 1, the magnetic core 1 has a cylindrical shape Shape and has in the interior a coaxial annular space 6 according to FIG. 4, in which an excitation winding 8 is housed. The annular space 6, the lower side of which is open to the outside, is closed to the outside by yoke parts 3 on the upper side. The yoke parts 3 connect two axially extending annular legs 4 and 5 of different diameters with each other, which the lateral inner b.rw. Form the outer wall of the annular space 6. As Fig. 4 shows, the magnetic Core 1 au3 shown in Fig. 3 involute-shaped bent Ij sheets 2 assembled around a longitudinal axis in

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gleichen Abstand von derselben in Unfangsriehtunj aneinandergereiht sind. Die Schenkel der U-Bleche 2 verlaufen dabei parallel zur Längsacüse und die eie Schenkel der U-Bleche verbin- ^; denden Jpchteile 3 sind auf einer Seite angeordnet. Das den Kern 1 bildende Siechpaket ist durch einen- Mantel 7 kraftschlüssig zusammengehalten, der ein Teil der i'umpenumhiillung ist«are lined up at the same distance from the same in Unfangsriehtunj. The legs of the U-plates 2 run parallel to the longitudinal nozzle and the legs of the U-plates connect ^; The jacket parts 3 are arranged on one side. The sieve package forming the core 1 is held together in a force-locking manner by a jacket 7 which is part of the pump casing "

Die im Hingraum 6 angeordnete Erregerwicklung 8 ist vom Kern 1 durch eine Hülle aus dielektrischem Material isoliert. Die Hülle ist aus zwei koaxialen Zylindern 9 und 10 etwa gleicher länge und verschiedenen Durchmessers zusammengesetzt, wobei der Zylinder kleineren Durchmessers 9 sowohl am oberen als auch am unteren Ende einen radial nach außen vorspringenden Plansch aufweist, und der Zylinder größeren Durchmessers 10 an einem Ende einen radial'nach innen vorspringenden Flansch besitzt» Der Zylinder 10 ruht dabei mit seinem freien Ende auf einen der Flansche des Zylinders 9 auf·. Die Breite der Fla,n-3ehe entspricht et'wa der Dicke der Erregerwicklung 8« Der aixale Abstand der oeiden flansche des Zylinders 9 voneinander ist so gewählt, daß zwischen dem Flansch des Zylinders 1ü und dem oberen Flansch des Zylinders 9 ein Zwischenraum 11 liegt, in dem die Anschlußenden der Erregerwicklung 8 untergebracht sind. Zum Anschließen an eine Speisespanoungsquelxe, die im vorliegenden Fall eine Wechselspannungsquelle sein muß, stehen die AnschluSenc'en der Erregerwicklung 8 mit mindestens einem Anschlußstift 14 in elektrischer Verbindung, der in axialer 'Richtung durch das Blechpaket 1 l\.uft und von diesem mittels Isolicrröhrchen 15 elektrisch isoliert ibt»The excitation winding 8 arranged in the cavity 6 is insulated from the core 1 by a sheath made of dielectric material. the Shell is made up of two coaxial cylinders 9 and 10 approximately the same length and various diameters, the cylinder of smaller diameter 9 both at the top as also has a radially outwardly projecting flange at the lower end, and the cylinder 10 of larger diameter at one end a flange protruding radially inward has »The cylinder 10 rests with its free end on one of the flanges of the cylinder 9 ·. The width of the fla, n-3ehe corresponds approximately to the thickness of the excitation winding 8 «The aixale distance of the oeiden flanges of the cylinder 9 from each other is chosen so that between the flange of the cylinder 1ü and the upper flange of the cylinder 9 is a space 11 in which the connection ends of the excitation winding 8 is housed are. For connection to a supply voltage squelx, which is included in the this case must be an AC voltage source the connections of the excitation winding 8 with at least a pin 14 in electrical connection, which is shown in in the axial direction through the laminated core 1 and is electrically isolated from it by means of insulating tubes 15 »

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Durch den von. den U-.Blechen 2 gebildeten, zylindrischen xioalraum 12 erstreckt sich eine «/eile 16, die an. oberen und unteren .üncie über je einen Gumdiklotz 20 bsw. 1 d federnd gelagert ist, wobei die beiden üumu.iklötze 1ü und 20 eine zylindrische Gestalt besitzen und jeweils an einem iiride einen r.idial nach auiben vorspringenden Flansch 22 1)2». 2i> auf .eisen, die zum Festlagen der Guminiklötse in die .tumpenwaüciunj eingeklemmt sind, mittels an den beiden Ariden der Jelie 16 vorgesehen Verstellmuttern 1y bzw. 21 kann eine einstellbare Vorspan ung der Gummiklötze 18 und 20 erreicht werden. Die Vorspannung wird dabei so groß gewählt, daia die ^igenresonanzfreiiuenz des aus der .Teile 16 und den beiden Schwingklötzen 18 und 20 gebildeten Schwingsysteins 100 Hz, d.tu die dop.-elte Uetzfrequenz betraft. By the from. the U-.Blechen 2 formed, cylindrical xioalraum 12 extends a «/ rush 16, which at. upper and lower .üncie about a rubber block 20 bsw. 1 d is spring-loaded, where the two üumu.iklötze 1ü and 20 have a cylindrical shape and one r.idial on each iiride outside protruding flange 22 1) 2 ». 2i> on irons, which are clamped in the .tumpenwaüciunj to fix the rubber solder are, by means of adjusting nuts provided on the two arids of the Jelie 16 1y or 21, an adjustable preload of the rubber blocks 18 and 20 can be achieved. The bias is chosen so large that the self-resonance freedom of the the .Teile 16 and the two rocker blocks 18 and 20 formed Oscillating system 100 Hz, i.e. double the Uetz frequency.

Zwischen dem unteren Gumndklotz 18 und dem offenen Ringraumende ist ein Anker 17 aus ferromc.gneti-üchom I.Iaterial vorgesehen, der eine ringförmige Gestalt besitzt und an der v/elle 16 befestigt ist«Between the lower rubber block 18 and the open end of the annulus an anchor 17 made of ferromc.gneti-üchom I.Imaterial is provided, which has an annular shape and at the v / elle 16 is attached "

An dem Flansch 23 des oberen Gummiklotzes 20 ist an einer οteile eine Anschlußmuffe 27 ausgebildet, die einen den Flansch durchstoi3endeii Kanal umschließt, der mit einem in dur Pumpenwandung 2^ vorgesehenen Kanal 28 in Verbindung steht. Die Kanäle dienen dazu, das elektrische opeisekabel für die Erregerwicklung 8 aufzunehmen. Damit dieses Speirfekabel im Innern der Pumpe möglichst nicht mit auf jJrdpotsntial liegenden metallischen üej.len der i~umpe in Berührung kommt, ist obernalb des JJlecupMketes 1 eine Isolierscheibe 13 angeordnet, durch din t'jriH HiiRJ »ftk»bR"l 7,u dem AnstihluBatift 14- ^ei'Mirt ist. On the flange 23 of the upper rubber block 20, a connecting sleeve 27 is formed on one part, which surrounds a channel piercing the flange and communicating with a channel 28 provided in the pump wall 2 ^. The channels serve to accommodate the electrical feed cable for the excitation winding 8. So that this feeder cable inside the pump does not come into contact with the metal parts of the envelope that are located at the right angle, an insulating washer 13 is arranged above the junction box 1, through which there is a heating element 7, and the like the AnstihluBatift 14- ^ ei'Mirt is.

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Die Schwingungspumpenumhullung besteht aus einem zylindrischen Hantel 7, einem rotationssyrnruetrischen Oberteil "29 j dae unten dio 3Or y eines Zylinders h:-tt und nach oben in die 3?orm eines Flaschenhalses 31 übergeht und einem kapseiförmigen Unterteil 3O₉ Das Oberteil 2y und das Unterteil 30 weisen am Rand radial nach außen laufende VorsprUnge 25 bzw* 24 auf, die mit dem zylindrischen Mantel 7 verklemmt sindaThe vibration pump casing consists of a cylindrical dumbbell 7, a rotationally symmetrical upper part "29 j dae below dio 3Or y of a cylinder h: -tt and upwards into the 3? Form of a bottle neck 31 and a capsule-shaped lower part 3O ₉ The upper part 2y and the lower part 30 have projections 25 or 24 running radially outward at the edge, which are clamped to the cylindrical casing 7

Innerhalb des Oberteils 29 ist die Pumpenkammer 26 der Pumpe vorgesehen, in die Einlaßöffnungen 39 und Auslaßöffnungen einmünden. Die Einlaßöffnungen 39 sind dabei in der WandungInside the upper part 29, the pump chamber 26 of the pump is provided, into the inlet openings 39 and outlet openings merge. The inlet openings 39 are in the wall

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des Oberteils in Umfangsriehtung verteilt vorgesehen und erstrecicen sich parallel zur Längsachse des Oberteils 29ο In gleicher jürstrecimngsrichtung verlaufen die- Aus lais öffnungen 33 durch ein innerhalb des Oberteils 2'-j vorgesehenes rotations· symmetrisches Abschlußteil 32,· wobei die Öffnungen 33 in Abstand voneinander auf einem Kreis um die Rotationsachse des Abschlußteiles 32 liegen· Das Abschlußteil 32 ist mit dem ODerteil 29 verschraubt und dient dazu_? die Pumpenkammer 26 gegen den nach außen offenen Flaschenhals 31 abzuschließen, der gleichzeitig als Anschlußstutaen für die Abführleitung der Pumpe benutzt wird«29
of the upper part is provided distributed in the circumferential direction and extend parallel to the longitudinal axis of the upper part 29ο In the same legal direction, the openings 33 run through a rotationally symmetrical terminating part 32 provided within the upper part 2'-j, the openings 33 being spaced apart from one another a circle around the axis of rotation of the end part 32 · The end part 32 is screwed to the OD part 29 and is used for this _? to close the pump chamber 26 against the outwardly open bottle neck 31, which is also used as a connection port for the discharge line of the pump "

Zum Terschließen der Einlaßöffnungen 39 und der Auslaßöffnungen 33 dienen kegelstumpfförmige Yentilklap,,en 38 bzw. Die Ventilklappe 38 stützt sich dabei an der als Ventilsitz dienenden schrägen Innenwand des rumpenoberteils. 29 ab. Zum Halten der Ventilklappe 38 ist am Klappenende eine v/ulst 37 ausgebildet, die in einer im Abschlufteil 32 vorgesehenen Rinne 36 gelagert ist. Die YeritiL.läppe 34 stützt sich an derTo close the inlet openings 39 and the outlet openings 33, frustoconical Yentilklap ,, en 38 or The valve flap 38 is supported on the inclined inner wall of the upper part of the fuselage, which serves as a valve seat. 29 from. To the Holding the valve flap 38 is a v / ulst 37 at the flap end formed, which are provided in a terminal part 32 Channel 36 is stored. The YeritiL.lap 34 is supported on the

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dem Flaschenhals 31 zugewandten eite des Abschlußteiles 32 ab und ist mittels eines am Ventilklappenende ausgebildeten Nippels 35 an dem Anschlußteil 32 befestigt. Die Ventilklappen 34 und 38 bestehen dabei aus einem elastisch nachgiebigen Material·the bottle neck 31 facing side of the closure part 32 and is formed by means of a valve flap end Nipple 35 attached to the connecting part 32. The valve flaps 34 and 38 consist of an elastically flexible one Material·

Die Wirkungsweise des Ausfuhrun^sbeispieles einer Verdrängerpumpe gemäß der Erfindung ist folgende:The mode of operation of the exemplary embodiment of a positive displacement pump according to the invention is as follows:

Beim Anliegen einer Wechselspannung an der Erregerwicklung 8 wird der Aii::er 17 vom Kern 1 im Rythmus der doppelten Frequenz der'Wechselspannung angezogen bzw. abgestoßen» Dadurch wird ein Schwingen der Welle 16 in axialer Richtung bewirkt, wodurch die Gummiklötze 18 und 20 abwechselnd auf Dehnung bzw. Druck beansprucht werden. Durch die Dehnungs- bzw. Druckbeanspruchung erfahren die Gummiklötze eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung ihres Volumens, die bei dem in der'Pumpen-■ kammer 26 ,angeordneten G-ummiklotz 20 dazu ausgenutzt wird, den Pumpvorgang zu bewirken. Denn .bei Volumenv^rkleinerung des Gummiklotzes 20 vergrößert sich das Volumen der nach außen luftdicht abgeschlossenen Pumpenkammer 26, so daß in der Kammer einvUnterdruok entsteht, der die Ventilklappe 38 von ihrem Ventilsitz abhebt und zu pumpendes Medium in die Kammer 26 ,einströ&en läßt. Bei Volumenvergrößerung des Gummiklotzes 20 hingegen entsteht in der Kammer 26 ein Überdruck, der bewirkt, daß die Ventilklappe 34 die Auslaßöffnungen 33 freigibt und die Ventilklappe 38 fest an die Innenwandung der Pumpenkammerwandung angedrückt wird. Es ka:.n somit ein ieil des die Pumpenkammer 26 anfüllenden Mediums aus den Auslaßöffnungen 33When an alternating voltage is applied to the excitation winding 8, the Aii :: er 17 is attracted or repelled by the core 1 at twice the frequency of the alternating voltage are subjected to stretching or pressure. As a result of the stretching or compressive stress, the rubber blocks experience a reduction or increase in their volume, which in the case of the rubber block 20 arranged in the pump chamber 26 is used to effect the pumping process. Because when the volume of the rubber block 20 is reduced, the volume of the pump chamber 26, which is airtight to the outside, increases, so that a lower pressure arises in the chamber, which lifts the valve flap 38 from its valve seat and allows the medium to be pumped to flow into the chamber 26. When the volume of the rubber block 20 increases, however, an overpressure arises in the chamber 26, which causes the valve flap 34 to release the outlet openings 33 and the valve flap 38 to be pressed firmly against the inner wall of the pump chamber wall. A portion of the medium filling the pump chamber 26 can thus come from the outlet openings 33

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und. ab-.r" den ii'lciacheniials M zu meinem Betöt werden₀ - ■and. ab-.r "den ii'lciacheniials M to my Betöt will be ₀ - ■

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Claims

P ate η t ει η s ρ r ü c h e

1 J ijOhwin ^ ungspuinpe with a; Ina especially from einüi jjiis magiiuten in oscillation vsrsotaten pumping organ, dadur ο h £ ■; ej; e η η ζ ei ο ii u et, daft als ir u rap or gj an inno ^ half dor Jr u tup en &?:. -tin 3 r (Hb) arranged vrumr.ii.iclo ta (20) serves, »'3 ic nor jlsichzeitiij aur i-ui' ^ JijunjozWi Jj.U {scrun _ö · one the 'iciwinging on the pumpor ₀ ' forming ^ ummiklota (20) transferring v / elle (16) is provided, <? o'bei the pumping by elastic Voluflienändörun _ö · the ü-umuiiklotzes (20) during its swing "is ensured that the Eumpenkdüiraer (26) provided with check valves iat, v.'alciie from kejelstumpfforrai- • jen flutes (34, 3ti) consist of elastic material, which uuJC ke ^ eii ^ en / valve seats are supported, ', / eiche one or more in circumferential riontun ^ distributed openings (33,39) £ ^l & the ... inlet b: W _O Aualass of the rlediuma to be pumped in or out of the .L'umpenkainme, Slü / .Troinäiintitischen, a round sausage and a ringf jr «i _w 3 Kammor, -Olohe an electric / iclrluna; (β) auxnira ^ t,.!. l.u'iO.tsenden ICsrn (3) in Üch7? in _a 'ung gesetat \ _; ird, valchar den / jöo -.- rates P umpenquer cut fully fails _a

2. .jCh.vin ^ un ^ pump according to claim 1, ds, by ^ ek -i π π -δ ei ο h η et., Da ^ the core (3) a in an aich be; o: .nater, / iron peeled core i ^ t, the individual sheets of which show LJ ¹ UTu and are correspondingly the course of Sreisevol- ren ", en " ebo ^ en, where the electrical, winding (8).-xuinot'iffiande oaum through the U-Ji'orm of the magnetic sheets he becomes h ί-Lb ϊιΐ »

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