DE19916252A1

DE19916252A1 - Pumpe für geringe Volumenströme

Info

Publication number: DE19916252A1
Application number: DE1999116252
Authority: DE
Inventors: Andreas Hoverstadt
Original assignee: HOKA GmbH
Current assignee: HOKA GmbH
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-11-02

Abstract

Die beim Deutschen Patentamt anzumeldende Erfindung beschreibt eine Pumpe, die folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A È Geringe Förderraten (0,1 bis 300 ml/h) DOLLAR A È Fördermedien: Gase (Luft, N¶2¶, O¶2¶ etc.) oder Flüssigkeiten (Wasser, Infusionen, Schmierstoffe, Treibstoffe etc.) DOLLAR A Es können alle Gase oder Flüssigkeiten mit dieser Pumpe gefördert werden, die das Gehäuse aus Kunststoff oder Gummi nicht zerstören. DOLLAR A È Kleine Baugröße (10 x 10 x 30) L x H x B in mm DOLLAR A È Geringer Herstellungspreis (Kunststoffspritzguß mit wenig Werkstoffeinsatz und einfache Montage) DOLLAR A È Einfache Ansteuerung zur Regelung DOLLAR A È Sperrung des Flusses in beide Richtungen, d. h. von der Ansaugseite und von der Druckseite DOLLAR A È Geringe Energieaufnahme DOLLAR A È Trennung von Antrieb und Pumpe ist möglich.

Description

Die Erfindung entspricht dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um geringe Volumenströme von 1000 ml/h bis 0,1 ml/h zu fördern, werden Mikropumpen oder peristaltische Pumpen eingesetzt.

Bei den Mikropumpen wird durch eine bewegliche Membran das Medium gepumpt, wobei gesteuerte Ventile den Ansaug- und Ausstoßprozeß steuern. Die Mikropumpe zeichnet sich durch ihre kompakte Bauform aus, bei der die Membran, Ventile und Steuerungselektronik eine Baueinheit bilden. Diese Bauweise erfordert eine sehr komplexe Technologie für die Produktion.

Bei peristaltischen Pumpen quetschen rotierende oder linear arbeitende Systeme einen Schlauch wodurch das Medium gefördert wird. Die mechanische Konstruktion mit dem Antrieb ist aufwendig und groß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Pumpe für den Transport von Medien zu schaffen, die über die Drehzahl geregelt variable Volumenströme fördern, einen möglichen Rückfluß verhindert, aus wenigen mechanischen Teilen besteht und als Massenprodukt, preiswert gegenüber den vorhandenen Fördersystemen herzustellen ist.

Einsatzgebiete sind die Medizintechnik, hier besonders in Infusionsgeräten oder Systeme, die zum Schmieren von Lagern dienen.

Beschreibung der Pumpe

Die Pumpe (vgl. Fig. 1) besteht im wesentlichen aus zwei Teilen. Einer Welle (3) (vgl. Fig. 2), die über einen Antrieb in Rotation versetzt wird und dem Pumpengehäuse(4).

Ein (elektrischer) Antrieb versetzt die starre Welle in Rotation. Innerhalb des Gehäuses ist die Welle abgeflacht (2). Das kreisförmige Pumpengehäuse besteht im unteren Teil (4) aus einem starren Werkstoff, oben im abgeflachten Teil (2) aus einen flexiblen Werkstoff (dehnbare Folie aus Kunststoff).

Links und rechts der Folie befinden sich Stutzen zum Ansaugen (5) und Ausstoßen (8) des Mediums.

Die Arbeitsweise der Pumpe läßt sich in verschiedene Phasen unterteilen:

1. Phase

Die Abflachung der Wellen (2) befindet ist parallel zur flexiblen Folie (1) (vgl. Fig. 2). Die Welle (3) rotiert in Pfeilrichtung im starren Gehäuse (4).

2. Phase

Rotiert die Welle aus der Phase 1 weiter in Pfeilrichtung (vgl. Fig. 3), entsteht die Fläche (6). Dabei wird die flexible Folie durch den nicht abgeflachten Teil der Welle aus ihrer Grundstellung bewegt und wirkt mit der Kraft F auf die Welle. Im übrigen Teil bleibt sie in der Grundstellung.

Es entsteht die Fläche (6), die räumlich gesehen ein Volumen darstellt. Dieses sich durch die Rotation der Welle entstandene Volumen erzeugt einen Unterdruck, der über den Ansaugstutzen (5) verringert wird, indem Medium in die Pumpe fließt.

Durch die weitere Rotation der Welle vergrößert sich das Volumen (vgl. Fig. 3 und Fig. 4).

3. Phase

Ist das maximale Volumen (7) (vgl. Fig. 4) erreicht, strömt kein Medium mehr in die Pumpe. Die Welle rotiert weiter und transportiert das Medium bis zum Auslaßstutzen (8) (vgl. Fig. 5).

4. Phase

Erreicht die Abflachung (2) der Welle die flexible Folie (1) des Gehäuses (vgl. Fig. 6) wird die Flache (7), bzw. das Volumen, durch den Druck der Folie verkleinert und das Medium beginnt über den Auslaßstutzen (8) abzufließen. Die Förderhöhe der Pumpe ist anhängig von der Kraft F der Folie. Verringert sich die Fläche (7) (vgl. Fig. 7) und damit das Volumen durch die Rotation der Welle weiter, wird auch das restliche Medium aus der Pumpe gepreßt. Ein vollständiger Zyklus der Pumpe ist beendet. Die Pumpe beginnt wieder mit der Phase 1, bei dem Ansaugen.

Während der vier Phasen ist jederzeit, auch wenn die Welle nicht rotiert, ein Fluß des Mediums in beide Richtungen gesperrt.

Wird die Richtung der Rotation umgekehrt, kehrt sich auch die Förderrichtung um. Das Medium wird dann über den Stutzen (8) angesaugt und verläßt die Pumpe über den Stutzen (5).

Die Förderhöhe sowie das Ansaugvermögen der Pumpe wird durch die Rückstellkraft F der Folie bestimmt.

Eine weiche Folie mit einer geringen Rückstellkraft F fördert nicht so hoch und saugt nicht so stark an, wie eine Folie mit großer Rückstellkraft. Die technische Auslegung der Pumpe erfolgt daher über die Rückstellkraft F, das max. Fördervolumen (7), sowie über die Rotationsgeschwindigkeit der Welle.

Die Pumpe ist sowohl für den Transport von flüssigen als auch gasförmigen Medien geeignet.

Claims

1. Vorrichtung zum pumpen (vgl. Fig. 1) geringer Volumenströme dadurch gekennzeichnet, daß eine abgeflachte Welle (3) im Pumpengehäuse rotiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse die Welle eng umschließt, damit kein Medium zwischen Gehäuse und Welle fließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Pumpengehäuses aus einer flexiblen Folie (1) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (1) durch die Welle nach außen gegen die Kraft F verdrängt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (1) auch die Ausprägung eines flexiblen Gummiblockes oder -zylinders haben kann.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Rotation der Welle eine Fläche (6) entsteht.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vergrößerung der Fläche (6) und damit räumlich gesehen ein sich vergrößerndes Volumen entsteht, welche Unterdruck erzeugt und damit das zu fördernde Medium angesaugt.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Außlaßstutzen (8) das Medium aus der Pumpe über die Rückstellkraft F der Folie aus der Pumpe gefördert wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugstutzen (5) sich direkt an der flexiblen Folie (1) befindet.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßstutzen (8) sich direkt an der flexiblen Folie (1) befindet.

11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Rückstellkraft F die technische Förder- und Ansaughöhe bestimmt.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Rotationsgeschwindigkeit der Volumenstrom geregelt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über das Volumen (7) der Volumenstrom geregelt werden kann.

14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Umkehren der Rotationsrichtung auch die Förderrichtung umgekehrt wird.

15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe flüssige als auch gasförmige Medien fördert.

16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe nicht fest mit dem Antrieb verbunden sein muß.