DE2206882A1

DE2206882A1 - Elektromagnetisch betätigte Kolben pumpe fur Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2206882A1
Application number: DE19722206882
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: OMRE CONSTR ELETTRO
Current assignee: OMRE CONSTR ELETTRO
Priority date: 1971-02-15
Filing date: 1972-02-14
Publication date: 1972-09-07
Also published as: ES399804A1; CH537522A; FR2125909A5

Description

PATENTANWALT £? Dipl. - hg. E. F. EIT N E R \ 4.

80OO München 90

SchlotthaueritriBtS

Tel. (0811) 663821

OMRE Coetruzioni Elettromeccaniche s.a.β. in Monza (Italien) Elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe für Flüssigkeiten.

Es sind elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpen fUr Flüssigkeiten bekannt, bei denen sich der Kolben im Zylinder infolge eines durch einen, den Zylinder umgebenden Elektromagnet erzeugten, veränderlichen magnetischen Feldes bewegt.

Ein wichtige« technische Problem besteht jedoch in der Schwierigkeit, eine derartige Pumpe zu verwirklichen, die in der La· ge ist, hohe FOrderdruckwerte zu liefern. Bei einer gegebenen, seitens des Elektromagneten auf den Kolben ausgeübten Kraft, nimmt nämlich der Förderdruck der Pumpe mit abnehmendem Durchmesser und somit abnehmender Nutzfläche des Kolbens zu. Bei kleiner werdendem Durchmesser des Kolbens nimmt anderseits des-

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sen magnetische Durchlässigkeit ab, so daß sich große Schwierigkeiten ergeben, den Kolben mittels des Elektromagneten mit ausreichender Kraft zurückzubewegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetisch betätigte Flüssigkeitspumpe zu schaffen, die bei annehmbarer Förderleistung einen hohen Förderdruck liefert.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mittels einer Pumpe, deren Elektromagnet mit einem pulsierenden Strom gespeist ist und entgegen einer Feder einen Magnetanker axial von einer ersten in eine zweite Stellung bewegt und deren Kolben mit diesem Anker verbunden ist und sich in einem Zylinder bewegt, dessen Ansaug- und Förderleitung Je mit einem Rückschlagventil versehen ist, wobei in den Zylinder eine dritte Leitung einmündet, die mit der Ansaugleitung verbunden und mittels eines Ventils absperrbar ist, das in die Oeffnungsstellung gesteuert wird, wenn der Druckunterschied vor und nach diesem Ventil einen vorbestimmten Wert überschreitet*

Bei dieser Pumpe können Kolben und Magnetanker getrennt entsprechend ihren Funktionen dimensioniert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungeform der Pumpe wird der Kiben zur Durchführung des Druckhubeβ durch die Bewegung des Ankers von der zweiten in die erste Stellung gesteuert.

Vorteilhafterweise bewegt sich der Magnetanker in einem unmagnetischen Gehluse, das mit der Ansaugleitung in einer Stelle vor den sugehOrigen Rückschlagventil in Verbindung steht. Die Kennzeichen und Vorteile der erfindungsgemäßen Pumpe ergeben

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eich aus der folgenden Beschreibung einiger AusfUhrungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Fig.l zeigt eine erste Ausfflhrungsform der Pumpe nach der

Erfindung im Querechnitt,
Fig.2 und 3 zeigen zwei weitere AusfUhrungsformen der Pumpe

ebenfalls im Querschnitt und
Fig.4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3.

Die in Fig.l dargestellte Pumpe besteht aus einem Gehäuse 10, in dem eine Spule 11 angeordnet ist, die aus einer Leitung 12 über eine Diode 13 mit Wechselstrom gespeist und mit zwei Polschuhen 14 aus magnetischem Werkstoff versehen ist.

Ein Anker 15 ist in einem Raum 16 innerhalb einer zylindrischen Hülse 17 aus unmagnetischem Werkstoff entgegen einer Druckfeder 18 verschiebbar, die bei 20 abgedichtet gegen den Boden 19 der Httse 17 anliegt.

Am Gehäuse 10 ist ferner ein Kopfteil 21 befestigt, in den die Hülse bei 22 abgedichtet eindringt, wobei konzentrisch ein Element 23 angeordnet ist, das bei 24 gegenüber dem Kopfteil abgedichtet ist.

Im Element 23 und im Kopfteil 21 ist ein Zylinderraum 25 angeordnet, in dem ein, mit dem Anker 15 fest verbundener und mittels einer Dichtung 27 abgedichteter Kolben 26 verschiebbar ist. Im Kopfteil 21 ist ferner eine Ansaugleitung 28 vorgesehen, die in eine ringförmige Rille 29 des Elementes 23 mündet, über welche sie mit einem, unter der Wirkung einer Feder 31 stehenden

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Rückschlagventil 30 in Verbindung steht, durch welches die Flüssigkeit über eine Leitung 32 zum Zylinderraum 25 gelangt. Die Feder 31 wird durch einen, in den Kopfteil 21 eingeschraubten Pfropfen 33 gespannt gehalten. In den Zylinderraum 25 mündet auch eine Förderleitung 34, in der sich ein unter der Wirkung einer Druckfeder 36 stehendes Rückschlagventil 35 befindet. Schließlich mündet in den Zylinderraum eine Leitung 37» in der sich ein Kugelventil 38 befindet, das unter der Wirkung einer, durch eine Schraube 41 gespannt gehaltenen Druckfeder 39 steht. Die Leitung 37 steht mit der Ansaugleitung 28 in Verbindung.

DLe Rille 29 ist über einen Durchlaß 41 mit dem Innenraum 16 der Hülse 17 verbunden, wahrend der Anker 15 mit Rillen 42 versehen ist und ein Stoßdämpferelement 43 aufweist *

Die Wirkungsweise der beschriebenen Pumpe ist folgende.

Der über die Leitung 12 zugeführte Wechselstrom gelangt über die Diode 13 als pulsierender Strom zur Spule 11. Wenn die Spule erregt ist, werden der Anker 15 und der Kolben 26 nach unten gezogen· Der¹ Anker 15 bewegt sich frei in dem mit Flüssigkeit, z.B. Wasser, gefüllten Raum l6, der mit der Speiseleitung 28 in Verbindung steht. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 26 ruft eine Flüsaigkeitsaneaugung durch die Leitung 32 in den Zylinderraum 25 hervor. Bei unerregter Spule 11 wird der Anker 15 durch die Feder 18 zurückverschoben und nimmt dabei den Kolben mit, der seinen Druckhub ausführt und die Flüssigkeit in die Förderleitung 34 drückt.

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Wenn der Druck im Zylinderraum 25 einen bestimmten Wert übersteigt, dann öffnet die Druckflüssigkeit unter Ueberwindung der Kraft der Feder 39 das Kugelventil 38 und die gepumpte Flüssigkeit kann in die Ansaugleitung 28 zurückfließen.

Durch zweckmäßige Eichung der Vorspannung der Feder 39 kann der Druckwert verändert werden, bei dem das Ventil 38 öffnet. Dieser Druckwert entspricht dem höchsten Förderdruck, den die Pumpe liefern kann. Dieser Druckwert ist insbesondere derart vorzubestimmen, daß der Druck im Zylinderraum 25 nicht so groß werden kann, daß die Rückführung des Kolbens unter der Wirkung der Feder l8 verhindert wird. Es hat sich praktisch gezeigt, daß bei Erreichen des Blockierungsdruckes des Kolbens der Wert des Förderdruckes erheblich verringert werden muß, um den Anker wieder in Bewegung zu setzen, was offenbar für hohe geforderte Förderhöhen der Pumpe asu Unstabil! tat en führt.

Die Verbindungsleitung 37 besitzt somit den Hauptzweck, die freie Hin- und Herbewegung des Kolbens und Ankers unabhängig von den
Gegendrücken in der Förderleitung der Pumpe zu gestatten.

Die Rillen 42 im Anker müssen bei der Bewegung des Ankers der
sie durchfließenden Flüssigkeit einen genügend geringen hydraulJBhen Widerstand entgegensetzen, daß die Bewegung des Ankers
nicht in einer mit einem guten Wirkungsgrad der Pumpe unvereinbaren Weise abgebremst wird. Diese Rillen können natürlich verschiedenartige Formen besitzen: beispielsweise können im Anker
Langebohrungen vorhanden sein, oder der Anker kann in der Hülse 17 ein ausreichendes Radialspiel besitzen, was auch dadurch erreichbar ist, daß der Anker einen vieleckigen Querschnitt besitzt.

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Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß es dank der freien 3ewegungsm0glichkeit des Ankers im geschlossenen Raum 16 ermöglicht ist, eine Pumpe mit vom Anker getrennten Kolben zu verwirklichen, bei der zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen keine Abdichtungen gegen außen vorgesehen sind. Diese Abdichtungen sind in der Tat nicht leicht ausführbar und ihr Leckwerden kann, auch angesichts des Vorhandenseins elektrischer Stromkreise, zu schwerwiegenden Störungen führen. Bei der erfindungsgemaßen Pumpe besteht die einzige Dichtung zwischen bewegten Teilen aus der Dichtung 27 und ein Lecken derselben würde nur zu einer verminderten Wirksamkeit der Pumpe fuhren, ohne einen Flüssigkeitsaustritt nach außen zur Folge zu haben.

Dank der erläuterten Vorteile war es möglich, eine erfindungsgemSße Pumpe herzustellen, die mit Sicherheit Förderdrücke in der Größenordnung von 40 atü erreicht.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die im Raum l6 enthaltene Flüssigkeit auch die Wirkung eines Schmier- und Kühlmittels für den Anker 15 und die Hülse 17 ausüben kann.

Es hat sich gezeigt, daß der Anker 15 in der im Raum l6 enthaltenen Flüssigkeit praktisch ohne merkenswerte hydraulische Effekte hervorzurufen beweglich sein muß, die für die Wirkungsweise der Pumpe schädlich wflren: für gleichförmige Druckzustände kann der Raum 16 insbesondere auf verschiedene Art mit der Ansaugleitung verbunden sein.

So ist beispielsweise in Fig.2 eine der Pumpe nach Fig.l analoge Pumpe dargestellt, deren entsprechende Teile mit den gleichen

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Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Pumpe ist die Ansaugleitung 44 im Boden 19 des Raumes 16 ausgenommen, der selbst einen Abschnitt der Flüssigkeitszuleitung zum Zylinderraum 25 bildet. Die Wirkungsweise dieser Pumpe entspricht jener der Pumpe nach Fig.1.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten AusfUhrungsform ist

eine Ansaugleitung 45 und eine weitere Leitung 46 vorgesehen, die in den Raum l6 mündet. Beide Leitungen sind zweckmäßig mit dem Netz verbunden. In Fig.4 ist der andersartige Verlauf der Leitung 37 klar ersichtlich, die aber ebenfalls den Zylinderraum 25 mit einer Stelle der Ansaugleitung vor dem Rückschlagventil verbindet.

Es kann sich schließlich als zweckmäßig erweisen, die erfin— dungsgemSße Pumpe mit einem Luftkasten bzw. einer analogen Vorrichtung zum Druckausgleich, die mit der Förderleitung in Abzweigung verbunden ist, zu vervollständigen, sofern eine intermittierende Förderung, wie sie einem einfach wirkenden hin- und herbewegten Kolben zu eigen ist, nicht erwünscht sein sollte.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

[l) J Elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe für Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen mit pulsierendem Strom gereisten Elektromagneten (li), der einen Magnetanker (l5) entgegen der Wirkung einer Feder (18) axial von einer ersten in eine zweite Stellung bewegt und durch einen, mit dem Anker (15) verbundenen Kolben (26)., der in einem Zylinderraum (25) verschiebbar ist, in den eine Ansaugleitung (28) und eine Forderleitung (34) einmünden, die je mit einem Rückschlagventil (30, 35) versehen sind,
2) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zylinderraum (25) eine dritte Leitung (37) mündet, die mit der Ansaugleitung (28) in Verbindung steht und mittels eines Ventils (38) abgesperrt ist, das dann öffnet, wenn der Druckunterschied zwischen dem Druck im Zylinderraum (25) und jenem in der Ansaugleitung (28) einen vorbestimmten Wert Übersteigt.
3) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26) zur Durchführung seines Forderhubes bei der Bewegung des Ankers (15) von der zweiten in die erste Stellung gesteuert wird.
4) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anker (15) innerhalb eines Raumes (16) bewegt, der durch unmagnetischen Werkstoff begrenzt ist und mit der Ansaugleitung (28) in Verbindung steht.

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5) Pumpe nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Raumes (l6) zu beiden Seiten des Ankers (15) über einen Durchlass (42) miteinander in Verbindung stehen.
6) Pumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlass (42) durch ein Radialspiel des Ankers (15) im Raum (16) gebildet ist.
7) Pumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlass durch Längsrillen (42) des Ankers (15) gebildet ist,
8) Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Ansaugleitung (44) durch den Raum (l6) gebildet ist.
9) Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (34) mit einem Luftkasten zur Druckstabilisierung verbunden ist·

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