DE3621766A1

DE3621766A1 - Elektromagnetische pumpe

Info

Publication number: DE3621766A1
Application number: DE19863621766
Authority: DE
Inventors: Peter Boensch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-28
Filing date: 1986-06-28
Publication date: 1988-01-28

Description

Die Erfindung macht es möglich, durch direkte Krafteinwirkung elektromagnetischer Energie, Fluide überall und in jeder Lage in unterschiedlichen Mengen und Drücken innerhalb und außer halb des Gravitationsfeldes und Vakuums zu bewegen.

Alle bekannten Pumpen, die durch elektrische Kräfte angetrieben werden, haben einen Motor, das heißt, der Energieeinsatz ist indirekt (Motor, Pumpe, Fluid). Die Zusammensetzung aus mehreren Aggregaten macht durch Dichtungsprobleme den Einsatz außerhalb der Atmosphäre untauglich.

Den meisten Pumpen ist es nicht möglich, Fluide scherfrei zu fördern und dabei einen bestimmten Volumenstrom zu erzeugen, es sei denn, sie bauen eine umfangreiche Mechanik auf.

Die elektromagnetische Pumpe umgeht diese Nachteile dadurch, daß nur durch die Veränderung der elektromagnetischen Werte in den Einzelfeldern ein bestimmtes Volumen mit einem bestimmten Druck eingeschlossen und in unterschiedliche Richtungen beschleu nigt werden kann.

Dieser Pumpvorgang kann durch eine direkte Energieumsetzung auch als Antriebseinheit für Fahrzeuge eingesetzt werden.

Die Erfindung macht es möglich, Wasserfahrzeuge in der Form gebung zu optimieren. Die elektromagnetische Pumpe braucht in vielen Bauformen keine Schmiermittel und verschmutzt dadurch kein Wasser. Die elektromagnetische Pumpe ist gleichzeitig geräuschlos zu nennen, dies setzt den Lärmpegel herunter.

Die Erfindung macht es möglich, durch Einlagerung seiner elektromagnetischen Steuerkörper in einen plastischen Körper (Weichplastik) eine scherfreie Fluidbewegung zu erzeugen und z. B. Blut zu pumpen, ohne die Blutkörperchen zu zerstören.

Funktionsbeschreibungen der elektromagnetischen Pumpenformen.

Die elektromagnetische Pumpe (Bl. 1 Fig. 1) besteht aus dichtend aneinandergereihten magnetischen Einheiten (1.1), die elektro magnetisch gesteuert sind (1.3), um die gegenüberliegenden magnetischen Einheiten (1.4 ) anzuziehen bzw. abzustoßen, um einen maximalen Volumenteil einzuschließen. Die magnetische Einheit (1.4) kann ein Dauermagnet oder Elektromagnet sein, die so in einen dehnbaren Körper eingelagert ist, daß sie einen maximalen Volumenteil einschließen kann. Die magnetische Einheit (1.4), als Dauermagnet, kann bis in die Pulverform miniaturi siert sein, in ungeordneter oder geordneter Magnetisierung mit dem dehnbaren Körper verbunden sein. Meistens sollte eine magnetische Einheit (1.1, 1.4) die kleinste erforderliche Dich tungsfläche erzeugen, die ein maximales Volumen einschließt. Durch Veränderung elektromagnetischer Parameter kann einmal die Dichtungsfläche vergrößert werden, um ein kleineres Volumen ein zuschließen. Die Vergrößerung der Dichtungsfläche kann zur Druckerhöhung und Vakuumfestigkeit herangezogen werden. Die Steuerung (1.3) der magnetischen Einheiten kann einmal die magnetische Kraft verändern oder die Polung, um auf die einge lagerten magnetischen Massen (1.4) einen koordinierten Bewe gungsablauf auszuüben, der das eingeschlossene Fluid in die eine oder andere Richtung beschleunigt bewegt.

Die elektromagnetische Pumpe (Bl. 1 Fig. 2) ist vorzugsweise aus Festkörpern so aufgebaut, daß die magnetischen Einheiten (2.2, 2.3) in den Verschiebekörpern (2.1) so angeordnet sind, daß sie ein Volumen dichtend oder nicht dichtend so ein schließen, daß das Fluid durch koordinierte Steuerung beschleu nigt bewegt werden kann. Die Form der Verschiebekörper (2.1) kann an jeden Verwendungszweck und Bewegungsablauf angepaßt werden, bis zur Verkettung. Dort sind axiale und radiale mag netische Momente angebracht, um einen optimalen Kraftfluß zu erreichen. Die gesteuerten magnetischen Einheiten können inner halb (2.2) der Verschiebekörper angeordnet sein oder außerhalb (2.3) in dem Pumpengehäuse (2.4) oder auch eine Kombination beider Anordnungen möglich ist. Gleichzeitig gelten alle Aus sagen zur Fig. 1.

Die elektromagnetische Pumpe (Bl. 2 Fig. 3) kann ein Fluid fast pulsationsfrei dadurch bewegen, daß die gesteuerten magnetischen Einheiten (3.1, 3.3) sich in einem Pumpenkörper so gegenüber liegen, daß eine magnetisch beeinflußbare elastische Membrane (3.2) sich wellenförmig dichtend (3.4) und nicht dichtend (3.5) zwischen den Pumpenkörpern bewegt und so ein Fluid in die eine oder andere Richtung beschleunigt. Es gelten auch die zutreffenden Aussagen zur Fig. 1 und 2.

Die elektromagnetische Pumpe Fig. 4 (Bl. 2) stellt eine Pumpe dar, bei der die aneinandergereihten magnetischen Einheiten einen Pumpenzentralkörper (4.1) bilden und an dessen gegen überliegenden Außenseiten sich magnetische Einheiten (4.2) befinden, die so gesteuert sind, daß die Dichtungsflächen (4.3, 4.4) bei der Beschleunigung gegeneinander versetzt sind, um einen pulsationsarmen Fluidstrom zu erreichen. In dieser Bauform kann die elektromagnetische Energie besser genutzt werden. Es gelten die zutreffenden Aussagen zur Fig. 1, 2 und 3.

In der Fig. 9 (Bl. 2) sind mehrere elektromagnetische Pumpen in einem Zentralkörper zusammengefaßt, z. B. 4fach, um mehrere Fluidströme mit unterschiedlichen oder gleichen Volumendurch satz zu trennen und zu vereinigen.

In der Fig. 10 (Bl. 2) sind mehrere Pumpen der Fig. 1, 2, 3, 4 und 7 um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet. Hier können unterschiedliche Volumenströme miteinander vermischt und getrennt werden. Werden diese elektromagnetischen Pumpen an/in einem Fahrzeug angeordnet, so kann man dieses Fahr zeug (Wasser) in alle Richtungen bewegen.

In der Fig. 8 (Bl. 2) werden die unterschiedlichen elektromag netischen Pumpen der Fig. 1, 2, 3 und 4 als Schiffsantrieb dargestellt. Der Einsatz der elektromagnetischen Pumpen hat den Vorteil, daß der Schiffsrumpf fast über die volle Schiffslänge im Hauptspantbereich bleiben kann. An den Strömungsdruckpunkten im Vorschiff können die elektromagnetischen Pumpen den Druck bereich entlasten. Dies spart Energie. Da nur elektrische Energie erzeugt werden muß, verkleinert sich der Maschinen raumanteil am Schiff. Durch Veränderung der Anströmung (8.1) und des Abstroms (8.2) in der Hauptfahrrichtung kann der Wasserstrom optimiert werden und als Ersatzruder verwendet werden. Eine Ruderanlage kann deshalb entfallen.

In der Fig. 5 (Bl. 3) wirken die gesteuerten Einzelmagnete (5.1) so zusammen, daß sie mit einem elastischen Körper (5.2) durch Anziehung und Abstoßung eine Auf- und Abbewegung erzielt wird, die einen Pumpvorgang erzeugt. Es kommt einem künstlichen Muskel sehr nahe.

Durch die Feinabstimmung der elektromagnetischen Pumpensteuerung mit den mechanischen Eigenschaften des Materials ist es möglich, ein künstliches Herz aufzubauen (Fig. 6 Bl. 3). In einem plasti schen Körper (6.1), der überwachsen kann, wirken die magnetischen Einheiten (6.2) so zusammen, daß eine Anpreßzone das Blut zer störungsfrei abdichtet und so durch die wandernde Dichtungs zone ein pulsierender Blutstrom aufrecht erhalten wird. Dies erreicht man auch mit einem Pumpenzentralkörper, in dem die magnetischen Einheiten (6.3) eingelagert sind und dem eine weiche Dichtungszone (6.5) vorgelagert ist. Es erlaubt einem magnetisch beeinflußbaren plastischen Körper (weich) (6.4) eine wandernde Dichtungszone ohne Scherkräfte aufzubauen, um Blut pulsierend bewegen zu können.

Die Feinabstimmung der elektromagnetischen Steuerung erlaubt es auch, einen genau definierten Dichtungsspalt einzuhalten, um Dispersionen nicht zu zerstören oder andere physikalische Effekte zu ermöglichen.

In der Fig. 7 (Bl. 3) ist eine elektromagnetische Pumpe dar gestellt, die durch ihren Aufbau in der Lage ist, Fluide scher frei zu bewegen.

Die einzelnen Magneteinheiten (7.1) üben im Zusammenspiel mit dem plastischen Körper (7.2) durch koordinierte Anziehung und Abstoßung, auch untereinander auf ein eingeschlossenes Fluid einen Moment so aus, daß ein definierter Fluidstrom erzeugt wird.

Die elektromagnetische Pumpe erschließt neue Möglichkeiten in der Fluidbewegung, da sich das System genau an den Zweck anpassen läßt.

Es handelt sich hier auch nicht um eine andere Anwendung des Linearmotors. Jedes einzelne elektromagnetische Einzelelement ist einzeln steuerbar, um unterschiedliche Einschließungskurven zu erzeugen. Das elektromagnetische bzw. magnetische Element kann unterschiedliche Formen und Zustände bis in den Mikro bereich annehmen, um ein Fluid zu bewegen. Im Gegensatz zum Linearmotor sind die magnetischen Momente darauf gerichtet, einen bestimmten Abstand aufzubauen und ihn bis zur Anpressung zu verringern.

Claims

1. Die elektromagnetische Pumpe ist nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

1) daß ein Fluid durch direkte Umsetzung elektromagne tischer Energie bewegt werden kann,
) daß sich wenigstens zwei, in elastischen oder festen Körpern eingelagerte magnetische bzw. elektromagne tische Körperteile so gegenüberliegen,
3) daß wenigstens eine Seite elektromagnetisch so beeinflußt werden kann,
4) daß durch magnetische Anziehung bzw. Abstoßung ein Fluid in einem Hohlraum meist volldichtend einge schlossen wird.

2. Die elektromagnetische Pumpe ist nach Anspruch 2 einschließ lich des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet,

1) daß durch koordinierte elektromagnetische Beeinflussung der Einzelelemente das eingeschlossene Fuid bewegt werden kann, um einen Fluidstrom zu erzeugen,
2) wobei die elektromagnetische Beeinflussung der gegen überliegenden Seite durch die Veränderung der magnetischen Kraft oder Polarität ein axiales bzw. radiales Moment hervorruft, je nach technischen Anforderungen.

3. Die elektromagnetische Pumpe ist nach Anspruch 3 einschließlich des Anspruchs 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,

1) daß ein spezifischer Volumenstrom durch die Veränderung der Dichtungsfläche oder Einschließungskurve erzeugt wird, und daß dieser Volumenstrom mit unterschiedlichen Drücken beschleunigt werden kann, nur durch die Ver änderung elektromagnetischer Parameter,
2) daß die in einem plastischen Körper eingelagerten einzelnen Magneteinheiten diesen dehnbaren Körper strecken und zusammenpressen können,
3) um so ein Fluid scherfrei zu beschleunigen, wenn dies erforderlich ist, z. B. Blut und empfindliche Dispersionen.

4. Die elektromagnetische Pumpe ist nach Anspruch 4 einschließlich des Anspruchs 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet,

1) daß die einzelnen Magneteinheiten in Formgebung, Bewegung und Kraftfluß bis in den Molekularbereich optimiert sein können, um einen optimalen Fluidstrom in der Festkörper anordnung und in der plastischen Ausführung zu erreichen,
2) wobei der Pumpvorgang meistens selbstansaugend ist.