DE2757594A1

DE2757594A1 - Elektromagnetische kolbenpumpe fuer fluessige und gasfoermige medien

Info

Publication number: DE2757594A1
Application number: DE19772757594
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Ing Kofink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1979-06-28

Description

Elektromagnetische Kolbenpumpe für
flüssige und gasförmig Medien Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetisch angetriebene Kolbenpumpe für flüssige und gasförmige Medien, bestehend aus einen elektromagnetisch angetriebenen Pumpenkolben in einem Pumpenzylinder und den zugehörigen Antriebseinrichtungen zur hin- und hergehenden Bewegung des Pumpenkolbens.
Es sind elektromagnetische Kolbenpumpen bekannt geworden, so s.B. Schwingankerpumpen, bei denen der schwingende Anker sogleich der Pumpenkolben ist, in den das Saugventil angeordnet ist. Ein solche Pumpe ist von einem Elektro-Solenoid-Magneten umschlossen. Der Saughub geschicht durch Magnetkraft, der Druckhub durch eine Feder.
Es sind ferner Kolbenpumpen bekannt, die nit Hilfe eines Elektromotors über ein Gestänge angetrieben werden. Diese benötigen zusätzlich einen Kurbel trieb und zur Abdichtung Stopfbuchsen, welche einer Abnützung unterliegen.
Alle diese Pumpen haben den Nachteil, daß ihr Kolbenhub relativ kurz ist, sofern nicht, wie z.B. bei der Kurbelhubpumpe, ein übermäßig großer Aufwand getrieben wird (z.B. Kreuzkopf Führung) und unterliegen einen höheren Verschleiß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zur Forderung von flüssigen und von gasförmigen Medien aufzuzeigen, die bei besonders einfachen Aufbau und nahezu wartungsfreien Betrieb zuverlässig arbeitet und die daher auch als Teil von schwer zugänglichen Rohrleitungen eingebaut werden kann. Letzteres z.B. bei Frdgas- oder Erdölleitungen, jedoch auch für geringe Mengen und kleine Rohrdurchnesser.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Kolbenpumpe gelöst, bei welcher der Pumpenzylinder aus elektrisch nichtleitenden und paramagnetischen Werkstoff besteht und von den Linearkann oder den Polysolenciden eines Linearmotors (Vunderfeldmotor) umgeben ist, so daß das Staterfold sich längs der Pumpenzylindermantels und das Ankerfeld sich im Pumpenkolben ausbildet.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, die Umsteuerung des Pumpenkolbens in den Endlagen durch Unpolung des Statorfeldes zu bewerkstelligen. Diese Umpolung des Statorfeldes soll erfindungsgemäß durch mechanische Schalter oder elektronische Einrichtungen erfolgen, wie z.B.
durch induktive Sensoren oder magnetisch steuerbare Widerstände oder optoelektronische Einrichtungen. Diese Sensoren können bei Verwendung eines Linear-Schritt-Motors gegebenenfalls ntfallen und durch Auszählen der Schritte ersetzt werden.
Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die Speisung des Statorfeldes aus einen Dreh- oder Wechselstromnetz erfolgt, ebenso ist es möglich, Speisungen des Statorfeldes nit Hilfe von elektronischen dreh- oder wechselstromerzengenden Einrichtungen zu versorgen.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen beschrieben.
Durch diese Erfindung besteht die Möglichkeit, auf einfache Weise ein sehr hohes Verdichtungsverhältnis und einen sehr kleinen schädlichen Raum darzustellen, da ein beliebig großer Hub möglich ist. Hierbei ist auch kein Kurbeltrieb und kein gesonderter elektrischer Antriebsmotor erforderlich.
In den beigefügten Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau dieser elektromagnetischen Pumpe und Fig. 2 ein Prinzip-Schema eines einphasigen Linearmotor-Antriebe mit auf zwei Statoren aufgeteilen Wicklungen für den Betrieb mit Einphasen-Wechselstrom.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Umsteuerung des Pumpenkolbens in den Endlagen.
In Fig. 1 ist mit 1 der Pumpenzylinder dargestellt, der aus elektrisch nichtleitenden und paramagnetischen Werkstoff besteht, Auf der Pumpenabflußseits ist in den Pumpenzylinder das Druckventil 2 eingebaut. Im Pumpenzylinder 1 selbst gleitet der Pumpenkelben 3, der in seinen Innern hohl ist und das Saugventil 4 beinhaltet.
In Pumpenkolben 3 bildet sich snch das Ankerfeld aus. An den beiden Enden des Pumpenzylinders 1 sind recht und links federnde Begrenzunganschläge vorgesehen, die nicht dargestellt sind.
Um den Pumpenzylinder 1 ist das Staterfeld 5 angeordnet, das als Linearkaum oder als Polysolenoid ausgebildet sein kann. Rechts und links an den Pumpenzylinderenden sind die Sensoren 6 und 7 vorgesehen zur Begrenzung des Kolbenweges. Zu Anschluß der elektromagnetischen Kolbenpumpe sind am Pumpenzylinder 1 rechts und links Flanschen 8 und 9 vorgesehen. Die Zuführung des elektrischen Stromes erfolgt von einer hier nicht dargestellten Elektronik, die von den beiden Sensoren 6 und 7 gesteuert wird, so daß sich der Pumpenkolben 3 im Rahmen des gewünschten Hubes hin und her bewegt.
Seine Geschwindigkeit ist abhängig von der Autteilung das Linearkammes oder der Gestaltung des Polysolenoiden.
Fig. 2 zeigt ein Prinzip-Schema eines einphasigen Linear-Motorantriebs mit auf 2 Statoren aufgeteilten Wicklungen für den Betrieb im Ein-Phasen-Wechselstrom.
Mit 10 und 11 sind die beiden statorfelder, die rechts und links vom Pumpenkolben 3 angeordnet sind, bezeichnet. Zwischen den beiden Statorfeldern 10 und 11 bewegt sich der Pumpenkolben 3.
Schaltungsgemäß sind die beiden Wicklungs-Statoren auf der einen Seite miteinander verbanden und über den Schalter S an den Null-Leiter N geführt. Die beiden anderen Enden U und V werden wahlweise über den Wechselschalter W mit der Phase verbunden. Zwischen den beiden Leitungen V und V ist der Kondensator C angeordnet, wie dies für den Betrieb mit Einphasen-Wechselstrom erforderlich ist.
In Fig. 3 ist das Blockschaltbild für die Umsteuerung des Pumpenkolbens in den Endlagen dargestellt. 1 ist der Pumpenzylinder mit Druckventil 2. Im Pumpenzylinder 1 bewegt sich der Pumpenkolben 3 mit Saugventil 4. Um den Pumpenzylinder 1 ist das Statorfeld 5 montiert.
Hit 12 ist die Steuerelektronik bezeichnet, der dem Ein- oder Dreiphasen-Wechselstrom bei 13 wE-getuhrt wird und von dort über die Leitung 14 zum Statorfeld 5 gelangt.
Von der Elektronik 12 werden auch die beiden Sensoren 6 und 7 angesteuert, die den Hub des Pumpenkolbens 3 zumessen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Elektromagnetisch angetriebene Kolbenpumpe für flüssige und gasförmige Medien, bestehend aus eine. elektromagnetisch angetriebene.

Pumpenkolben in einem Pumpenzylinder und den zugehörigen Antriebseinrichtungen zur hin-und hergehenden Bewegung des Pumpenkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (1) aus elektrisch nicht-leitenden und paramagnetischen Werkstoff besteht und von dem Linearkamm (3) oder dem Polysolenoiden eines Linearmotors (Wanderfeldmotor) umgeben ist.

so daß das Statorfeld sich längs des Zylindermantels (1) und das Ankerfeld sich im Pumpenkolben (3) ausbildet.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Linearmotor ein Linearschrittmotor angeordnet ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (1) Teil der Rohrleitung ist, in welcher das Medium gefördert wird.
4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Richtungsumsteuerung des Pumpenkolbens (3) mechanische Schalter an den Jeweiligen Hubenden des Kolbenhubes angeordnet sind.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Richtungsumsteuerung des Pumpenkolbens (3) als Sensoren (6, 7) wirkende an sich bekannte elektronische Einrichtungen angeordnet sind.
6. Kolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Statorfeldes aus einem Dreh- oder V-chselstromnetz erfolgt.
7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung des Statorfeldes mit Hilfe von elektronischen dreh- oder wechselstromerzeugenden Einrichtungen erzielt wird.