DE4421431C2 - Labor-Pumpe für Flüssigkeiten - Google Patents
Labor-Pumpe für FlüssigkeitenInfo
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- F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
Description
Die Erfindung betrifft eine Labor-Pumpe für Flüssigkeiten mit
wenigstens einem eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung
aufweisenden Pumpengehäuse und mit zumindest einem darin
rotierenden Pumpenläufer, der
mit einem Magneten direkt
oder indirekt über ein Getriebe verbunden oder selbst als Magnet
ausgebildet ist.
Labor-Pumpen sind seit langem bekannt und werden in großer
Stückzahl eingesetzt, um beispielsweise bei Versuchsaufbauten
Flüssigkeit zu fördern oder umzuwälzen. Diese vorbekannten Pumpen
können besonders vorteilhaft zur Beschickung oder Umwälzung der
Badflüssigkeit von thermostatisch geregelten, in der Regel
doppelwandigen Gefäßen, verwendet werden. Dabei besteht das
Problem, daß die Flüssigkeit in der Doppelwandung allmählich ihre
Temperatur verliert, so daß das in diesem Gefäß befindliche Medium
nicht auf seiner Temperatur gehalten werden könnte, wenn die
Badflüssigkeit nicht immer wieder nachgeheizt würde. Dazu wird
sie umgewälzt und außerhalb des doppelwandigen Gefäßes wieder
aufgeheizt, wobei die Umwälzung von Temperaturfühlern und/oder
Thermostaten gesteuert wird.
Nachteilig ist dabei jedoch, daß die vorbekannten Pumpen einen
eigenen Antriebsmotor aufweisen und daher einen für einen
Laborbetrieb vergleichsweise aufwendigen und teueren Aufbau
erfordern. Außerdem ist als Antriebsmotor meist ein am Netz
angeschlossener Elektromotor vorgesehen, so daß entsprechende
Schutzmaßnahmen gegen unzulässig hohe Berührungsspannungen, wie
beispielsweise das Vorschalten eines Transformators oder eine
Kapselung des Elektromotors, insbesondere gegenüber dem Pumpraum,
erforderlich sind.
Aus CH-668 919 A5 ist bereits ein Gerät zum Rühren oder Pumpen
eines Mediums bekannt. Dieses Gerät weist einen frei drehbaren
magnetischen Rotor auf, der beim Drehen eine rührende oder pumpende
Wirkung ausüben kann, wobei eine Speiseeinrichtung phasenver
schobene Wechselströme liefert und eine elektromagnetische
Antriebsvorrichtung erregt, die einen ringförmigen Kern aus
ferromagnetischem Material aufweist, der mit mindestens zwei
feststehenden Magnetspulensegmenten in der Art eines Ringkerns
bewickelt ist, wodurch die elektromagnetische Antriebsvorrichtung
ein Drehmagnetfeld erzeugt, das den Rotor in Drehung versetzt.
Dabei handelt es sich um ein sehr spezielles Gerät, bei welchem
eine entsprechende elektromagnetische Antriebsvorrichtung mit
ringförmigem Kern erforderlich ist, wobei nur diese Antriebsvor
richtung wahlweise benutzt werden kann, um entweder eine Pumpe
oder ein Rührgerät zu bilden, wobei jedoch die Halterung für
ein mit Rührflüssigkeit oder dergleichen gefülltes Gefäß zusätzlich
angebracht werden muß, wenn die Vorrichtung als Rührgerät benutzt
werden soll. Dabei ist eine spezielle Halterung erforderlich,
die jeweils geöffnet werden muß, um die Antriebsvorrichtung für
die unterschiedlichen Installationen verwenden zu können. Damit
die Vorrichtung als Pumpe arbeiten kann, muß in dem von der
Antriebsvorrichtung gebildeten Ring ein Rohr eingefügt werden,
welches das zu pumpende Medium in einer bestimmten Richtung führen
kann. Ein speziell geformter magnetischer Rotor im Inneren dieses
Rohres entfaltet die erforderliche pumpende Wirkung.
Somit ist diese Vorrichtung nur jeweils nach entsprechenden
Umbauten entweder zum Rühren oder zum Pumpen geeignet und erfordert
bei der Verwendung als Rührer zusätzliche Halterungen für das
Rührgefäß.
Vor allem ist dabei keine Möglichkeit vorhanden, dieses Gerät
zum Rühren oder Pumpen zu beheizen. Somit ist es für eine
Umwälzung der Badflüssigkeit von thermostatisch geregelten und
insbesondere geheizten Gefäßen ungeeignet. Soll dieses vorbekannte
Gerät in einem solchen Falle Anwendung finden, muß also für eine
Temperierung eine externe Heizung vorgesehen werden.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Labor-Pumpe der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der der Vorteil erhalten bleibt,
keinen eigenen Antriebsmotor zu benötigen, die jedoch in
Laboratorien einfach und ohne größere Installationen oder Umbauten
eingesetzt werden kann. Dabei soll diese Labor-Pumpe auch für
eine Umwälzung der Badflüssigkeit von thermostatisch geregelten
Gefäßen geeignet sein, ohne daß eine externe Heizung erforderlich
ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß als Antrieb für
den Pumpenläufer ein Magnetrührer vorgesehen ist und die Pumpe
mit ihrem Pumpengehäuse wenigstens in Erstreckungsrichtung einer
eine Aufstellfläche aufweisenden Aufstellplatte des Magnetrührers
mit diesem derart verbindbar ist, daß das Antriebsmagnetfeld des
Magnetrührers in magnetischer Koppelung mit dem Magneten der Pumpe
ist, daß der Magnetrührer eine Heizplatte aufweist, mit welcher
die Pumpe beheizbar ist, und daß an der Berührfläche zwischen
Magnetrührer und Pumpengehäuse eine wärmeübertragende Fläche
vorgesehen ist.
In vorteilhafter Weise wird also für den Antrieb der Laborpumpe
nicht nur das Antriebsaggregat eines mit einem magnetischen Stab
funktionierenden Rührers, sondern ein in den meisten Laboratorien
in großer Stückzahl vorhandener kompletter Magnetrührer vorgesehen,
so daß die Pumpe nicht nur keinen eigenen Antriebsmotor benötigt
und entsprechend einfach und kostengünstig aufgebaut sein kann,
sondern auch auf einfache Weise mit dem vorhandenen Magnetrührer
an dessen Aufstellfläche verbunden werden kann, um bereits
funktionsfähig zu sein. Die Pumpe braucht lediglich auf der
Aufstellfläche des Magnetrührers aufgelegt und damit verbunden
zu werden, um in Antriebsverbindung gebracht zu werden. Wird sie
wieder entfernt, steht der Magnetrührer sofort in ursprünglicher
Form als Rührgerät zu Verfügung. Es wird also nicht lediglich
die magnetische Antriebsvorrichtung eines Magnetrührers, sondern
dieser selbst als Antrieb für die Pumpe verwendet.
Außerdem kann das Pumpengehäuse besonders einfach aufgebaut sein,
da die Welle des Pumpenläufers nicht als Antriebswelle nach außen
geführt und gegen das Pumpengehäuse abgedichtet werden muß. Durch
die erfindungsgemäße Pumpe erhalten die in Laboratorien vorhandenen
Magnetrührer eine zusätzliche Funktion, so daß diese vergleichs
weise teueren Geräte noch besser genutzt werden können.
Weil die Pumpe mittels der Heizplatte des Magnetrührers beheizbar
ist, eignet sie sich dann besonders für eine Umwälzung der
Badflüssigkeit von thermostatisch geregelten Gefäßen. Dabei kann
die Badflüssigkeit sowohl von der Pumpe umgewälzt, als auch mit
der beispielsweise in der Pumpe integrierten Heizung auf die
gewünschte Temperatur gebracht werden, so daß sich insgesamt eine
einfach zu handhabende Vorrichtung ergibt, bei der das Anschließen
einer externen Heizung entfallen kann.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß der Pumpenläufer als
Flügelpumpenrad ausgebildet ist. Die Flüssigkeit kann dann an
der Oberseite des Pumpenlaufrades axial angesaugt und radial
weiterbefördert werden. Dabei ist es günstig, wenn der Pumpenläufer
symmetrisch ausgebildete Förderflügel aufweist, damit die Pumpe,
beispielsweise bei Magnetrührern mit umschaltbarer Drehrichtung,
in unterschiedlichen Drehrichtungen gleichermaßen antreibbar ist.
Für die Beheizung der Pumpe ist es besonders vorteilhaft, wenn
sie eine beheizbare Gehäusewandung aufweist. Diese kann dann auf
besonders einfache Weise an der Berührfläche von der Heizplatte
des Magnetrührers beheizt werden.
In vorteilhafter Weise kann mit einer solchen Pumpe nicht nur
der Antrieb des Magnetrührers, sondern auch dessen Heizplatte
zur Förderung und Temperierung von Flüssigkeiten genutzt werden.
Da die die Heizplatte berührende Wandung des Pumpengehäuses von
der Heizplatte beheizt ist, benötigt die Pumpe selbst keine eigene
Heizung und kann daher entsprechend einfach aufgebaut sein.
Zweckmäßigerweise ist zum Regeln der Flüssigkeitstemperatur eines
mit der Pumpe umgewälzten Flüssigkeitsbades ein Thermostat oder
ein Temperatursensor vorgesehen, der mit dem Rührantrieb des
Magnetrührers und/oder der Heizung gekoppelt ist. Die Pumpe eignet
sich deshalb besonders als Umwälzpumpe für die Badflüssigkeit
von temperaturgeregelten, doppelwandigen Gefäßen, wobei der
Temperatursensor an dem Gefäß vorgesehen sein kann und die Pumpe
und/oder die Heizung nur dann zugeschaltet wird, wenn die von
dem Temperatursensor detektierte Gefäßtemperatur einen vorgegebenen
Wert unterschreitet.
Vorteilhaft ist, wenn die Pumpe mit ihrem Pumpengehäuse mit der
Aufstellplatte des Magnetrührers formschlüssig verbindbar ist
und wenn hierzu Vorsprünge und/oder ein zumindest bereichsweise
umlaufender Kupplungsrand an dem Pumpengehäuse vorgesehen sind,
womit das Pumpengehäuse auf den Magnetrührer, insbesondere auf
dessen Aufstell- oder Heizplatte, aufsteckbar ist. Zwar genügt
es, wenn das Pumpengehäuse einfach auf die Aufstellfläche des
Magnetrührers aufgelegt wird, jedoch wird eine in Erstreckungs
richtung der Aufstellplatte formschlüssige Verbindung bevorzugt,
damit die Pumpe, beispielsweise beim Verlegen von an der Pumpe
angeschlossenen Flüssigkeitszulauf- oder Ablaufschläuche, nicht
so leicht seitlich auf der Aufstellplatte des Magnetrührers
verrutschen kann.
Die Pumpe kann außerdem Halteklammern, Haltefedern oder dergleichen
Befestigungsmittel zum Fixieren an dem Magnetrührer, insbesondere
an dessen Aufstell- oder Heizplatte aufweisen. Ein Mitdrehen des
Pumpengehäuses, insbesondere beim Einschalten des Rührantriebes
des Magnetrührers, wird hierdurch vermieden.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, daß der
Pumpenläufer wenigstens zwei radial zu seiner Drehachse angeordnete
Pumpenflügel aufweist, und daß der Magnet senkrecht zu den
Pumpenflügeln angeordnet ist. Der Magnet und die beiden
Pumpenflügel des Pumpenläufers sind dann kreuzweise zueinander
angeordnet, so daß sich insgesamt praktisch vier Pumpenflügel
ergeben, von denen zwei durch den eigentlichen Pumpenläufer und
die beiden übrigen durch den Magneten selbst gebildet sind.
Vorteilhaft ist, wenn der Pumpenläufer wenigstens zwei, radial
zu seiner Drehachse angeordnete Pumpenflügel aufweist, und wenn
der Magnet in diese Pumpenflügel eingegossen oder eingesetzt ist.
Der Magnet ist also in die Pumpenflügel des Pumpenläufers
integriert, so daß sich insgesamt ein besonders kompakt aufgebautes
Pumpenlaufrad ergibt. Die Pumpenflügel sind dann vorzugsweise
aus Kunststoff hergestellt, in den der Magnet vollständig
eingegossen ist, so daß dieser gegen Korrosion geschützt ist.
Die Pumpe kann dann auch zum Fördern chemisch aggressiver Medien
verwendet werden.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß der Pumpenläufer mehrere,
vorzugsweise symmetrisch zu dessen Drehachse angeordnete
Pumpenflügel aufweist und daß diese mit einem Stabilisierungskranz
verbunden oder auf einer gemeinsamen Trägerscheibe angeordnet
sind. Die Pumpenflügel können dann als dünnwandige, vorzugsweise
radial zur Drehachse des Pumpenläufers angeordnete Plättchen
ausgebildet sein, die durch den Stabilisierungskranz oder die
Trägerscheibe zu einer stabilen Einheit verbunden werden. Dabei
kann der Stabilisierungskranz, die Trägerscheibe und/oder ein
Pumpenflügel gleichzeitig als Halterung für den Magneten
ausgebildet sein.
Besonders günstig ist, wenn der Magnet dicht benachbart zu der
der Aufstellfläche des Magnetrührers benachbarten Gehäusewandung
des Pumpengehäuses angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine
besonders gute Ankopplung des Magneten an das ihn antreibende
Magnetfeld des Magnetrührers, so daß ein entsprechend hohes
Antriebsmoment auf den Pumpenläufer übertragen werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zwei zusammen
wirkende oder miteinander kämmende Pumpenläufer vorgesehen sind,
von denen einer mit dem Magneten direkt oder indirekt verbunden
oder als Magnet ausgebildet ist und in Gebrauchsstellung mit dem
Antriebsmagnetfeld des Magnetrührers gekoppelt ist. Eine solche
Pumpe kann beispielsweise als Rootspumpe mit zwei gegenläufig sich
drehenden Drehkolben-Pumpenläufern ausgebildet sein, die mittels
gleichgroßer, miteinander kämmender Zahnräder zwangssynchronisiert
sind. Eine solche Verdrängerpumpe weist im Vergleich zu
Kreiselpumpen ein verbessertes Ansaugverhalten auf und ermöglicht -
bei entsprechender Auslegung der magnetischen Kopplung zum
Magnetrührer - höhere Förderdrücke.
Vorteilhaft ist, wenn die beiden miteinander kämmenden Pumpenläufer
die Zahnräder einer Zahnradpumpe sind. Die Pumpe benötigt dann
nur eine sehr geringe Bauhöhe, so daß das Pumpengehäuse praktisch
als flache Scheibe ausgebildet sein kann. Dabei können die Einlaß-
und Auslaßöffnungen seitlich am Pumpengehäuse vorgesehen sein,
so daß die obere Gehäusewand der in Gebrauchsstellung befindlichen
Pumpe als zusätzliche Abstellfläche, beispielsweise zum Aufstellen
eines Becherglases, genutzt werden kann.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß ein Zahnrad eine zusätzliche
Verzahnung für den An- oder Eingriff eines Ritzels hat, welches
mit dem Magneten verbunden oder selbst als Magnet ausgebildet
ist. Die durch den Magnetrührer vorgegebene Antriebsdrehzahl kann
dadurch in eine niedrigere Drehzahl des Pumpenläufers übersetzt
werden, so daß mit der Pumpe ein höherer Förderdruck erzielt
werden kann.
Besonders günstig ist, wenn die zusätzliche Verzahnung eine
Innenverzahnung ist. Für das mit der Innenverzahnung in Eingriff
stehende Ritzel wird dann kein zusätzlicher Gehäusebauraum
benötigt, so daß das Pumpengehäuse besonders flach und kompakt
aufgebaut sein kann.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und zum Teil stärker
schematisiert:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer
Labor-Pumpe, die mit ihrem Kupplungsrand auf die
Heizplatte eines Magnetrührers aufgesteckt ist,
Fig. 2 eine Unteransicht der in Fig. 1 gezeigten Labor-Pumpe,
bei der zur Verdeutlichung des Pumpenaufbaus auch der
im Gehäuseinneren befindliche Pumpenläufer eingezeichnet
ist,
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Pumpenläufer mit vier radial
zu dessen Drehachse ausgerichteten Pumpenflügeln, die
auf einer gemeinsamen Trägerscheibe angeordnet sind,
die auch den Magnet aufnimmt,
Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht des
in Fig. 3 gezeigten Pumpenläufers,
Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Pumpenläufer mit zwei auf einem
Durchmesser angeordneten Pumpenflügeln, in die der
Magnet eingegossen ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Pumpenläufers,
und
Fig. 7 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer
Zahnrad-Pumpe, deren Gehäuse mit einem Kupplungsrand
auf die Heizplatte eines Magnetrührers aufgesteckt ist,
Fig. 8 eine Aufsicht auf die mit dem Magnetrührer gekoppelte
Zahnrad-Pumpe, wobei die Pumpe teilweise im Schnitt
gehalten ist,
Fig. 9 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer
mit einem Magnetrührer magnetisch gekoppelten Zahnrad-
Pumpe, bei welcher der Magnet über ein Getriebe indirekt
mit den Pumpenlaufrädern verbunden ist, und
Fig. 10 eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 9, wobei
die Zahnrad-Pumpe teilweise im Schnitt dargestellt ist.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Labor-Pumpe für Flüssigkeiten
hat ein Pumpengehäuse 2 mit einer Einlaßöffnung 3 und einer
Auslaßöffnung 4, in dem ein Pumpenläufer 5 rotiert. Der
Pumpenläufer 5 weist einen Magneten 6 auf, der mit einem
Antriebsmagneten 7 eines Magnetrührers 8 magnetisch gekoppelt
ist. Der Antriebsmagnet 7 ist an dem freien Ende einer
Antriebswelle 9 eines Antriebsmotors 10 des Magnetrührers 8
angeordnet und rotiert benachbart zu einer Aufstellfläche 11 des
Magnetrührers 8 um die senkrecht zur Aufstellfläche 11 orientierte
Längsachse 12 der Antriebswelle 9. Dabei ist der Antriebsmagnet
7 mittig zur Antriebswelle 9 angeordnet und mit seiner Längsachse
senkrecht zu deren Längsachse 12 ausgerichtet. Die die Magnetpole
bildenden freien Enden des Antriebsmagneten 7 rotieren dadurch
auf einer zu der Aufstellfläche 11 parallelen Kreisbahn. Das
dadurch entstehende rotierende Magnetfeld ist mit dem Magnetfeld
des ebenfalls benachbart und mit seiner Längsachse parallel zu
der Aufstellfläche 11 angeordneten Magneten 6 gekoppelt, so daß
sich der Magnet 6 und der mit diesem verbundene Pumpenläufer
5 mit dem Antriebsmagneten 7 mitdreht.
Die erfindungsgemäße Labor-Pumpe 1 weist also keinen eigenen
Antrieb auf, sondern ist durch ein Magnetrührer 8 angetrieben.
In Laboratorien vorhandene Magnetrührer können dadurch mit einem
sehr einfach aufgebauten Zusatzteil auch als Labor-Pumpe 1
verwendet werden und erhalten dadurch eine zusätzliche Funktion.
Die magnetische Kopplung zwischen dem Pumpenläufer 5 und dem
Magnetrührer 8 ermöglicht dabei ein besonders einfach aufgebautes
Pumpengehäuse 2, bei dem eine Durchführung für eine Antriebswelle
des Pumpenläufers 5 entfallen kann.
Der Pumpenläufer 5 ist an seiner Oberseite mit einer Welle 13
in einer Lagerbüchse 14 des Pumpengehäuses 2 drehbar gelagert
und an seiner Unterseite an der unteren Gehäusewandung 15
abgestützt. Dabei liegen die Längsachsen der Welle 13 des
Pumpenläufers 5 und der Antriebswelle 9 in Funktionsstellung auf
einer gemeinsamen Achse.
Der Pumpenläufer 5 ist als Flügelpumpenrad ausgebildet, das die
zu fördernde Flüssigkeit mittig ansaugt und mit Hilfe der
Pumpenflügel 16 radial nach außen beschleunigt. Die Einlaßöffnung
3 des Pumpengehäuses 2 ist deshalb oberhalb des Kernbereiches
des Pumpenläufers 5 angeordnet, während die Auslaßöffnung 4
umfangsseitig an dem Pumpengehäuse 2 vorgesehen ist. Einlaßöffnung
3 und Auslaßöffnung 4 weisen jeweils Anschlußstutzen 17 auf, an
denen beispielsweise ein Schlauch aufgesteckt oder aufgeschoben
werden kann.
Die Pumpenflügel 16 des in Fig. 1 und 2 gezeigten Pumpenläufers
5 sind symmetrisch ausgebildet und mit ihrer Längsmittelachse
radial zur Drehachse 18 des Pumpenläufers 5 ausgerichtet. Die
Förderleistung der Pumpe 1 ist dadurch unabhängig von der
Drehrichtung des Pumpenläufers 5, so daß dieser mit Magnetrührern
8 mit rechtdrehendem oder mit linksdrehendem Antriebsmagnetfeld
in gleicher Weise verwendet werden kann. Dies ist besonders bei
Magnetrührern 8 mit umschaltbarer Drehrichtung vorteilhaft, da
die Pumpe 1 dann unabhängig von der jeweils eingestellten
Drehrichtung wirksam ist.
Der Magnet 6 ist senkrecht zu den beiden Pumpenflügeln 16 auf
einem Durchmesser des Pumpenläufers 5 angeordnet, so daß sich
insgesamt praktisch vier Pumpenflügel ergeben, von denen zwei
durch den Magneten 6 selbst gebildet werden. Außerdem wird durch
den im Drehbereich der Pumpenflügel 16 angeordneten Magneten 6
der für den Pumpenläufer 5 im Pumpengehäuse 2 freizuhaltende Raum
verringert.
Der Magnetrührer 8 weist eine Heizplatte 19 auf, die in
Funktionsstellung die untere Gehäusewandung 15 des Pumpengehäuses
2 berührt und dadurch thermisch gut leitend mit diesem gekoppelt
ist. Die Heizplatte 19 kann daher zum Erwärmen der von der Pumpe
1 geförderten Flüssigkeit genutzt werden, weshalb die erfindungs
gemäße Pumpe 1 besonders gut zum Beheizen der Badflüssigkeit und
thermostatisch geregelten, vorzugsweise doppelwandigen Gefäßen
geeignet ist. In vorteilhafter Weise kann dabei nicht nur der
Antrieb des Magnetrührers 8, sondern auch dessen Heizplatte 19
zum Umwälzen und Temperieren der Badflüssigkeit benutzt werden.
Das Pumpengehäuse 2 ist mit einem umfangsseitig umlaufenden
Kupplungsrand 20 auf die Heizplatte 19 des Magnetrührers 8
aufsteckbar, wodurch das Pumpengehäuse 2 zumindest in Erstreckungs
richtung der Heizplatte 19 mit dem Magnetrührer 8 formschlüssig
verbunden wird. Die Längsachse 12 der Antriebswelle 9 und die
Drehachse 18 des Pumpenläufers 5 sind dadurch in Funktionsstellung
zentriert zueinander. Der umlaufende Kupplungsrand 20 ermöglicht
außerdem eine besonders gute thermische Kopplung zwischen der
Heizplatte 19 und dem Pumpengehäuse 2, da die gesamte Wärmeüber
tragungsfläche der Heizplatte 19 zur Wärmeübertragung genutzt
werden kann. Damit das Pumpengehäuse 2 auch zusammen mit
Magnetrühren 8 verwendet werden kann, deren Heizplatte 19 einen
größeren Außendurchmesser aufweist, als der Innendurchmesser des
Kupplungsrandes 20, ist der Kupplungsrand 20 lösbar mit dem
Pumpengehäuse 2 verbindbar.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines
Pumpenläufers 5 mit vier Pumpenflügeln 16, die durch dünne, radial
zur Drehachse 18 des Pumpenläufers 5 ausgerichtete Plättchen
gebildet sind, die auf einer gemeinsamen Trägerscheibe 21
angeordnet sind. Die Trägerscheibe 21 ist einstückig mit den
Pumpenflügeln 16 verbunden und ermöglicht daher trotz der
dünnwandigen, strömungsgünstigen Pumpenflügel 16 einen stabil
aufgebauten Pumpenläufer 5. Die aus der Trägerscheibe 21 und den
Pumpenflügeln 16 gebildete Einheit ist gleichzeitig als Halterung
für den Magnet 6 ausgebildet. Die Trägerscheibe 21 weist hierzu
flachseitig eine zu ihrer Drehachse 18 symmetrisch angeordnete
rechteckige Aussparung 22 auf, in die der Magnet 6 mit einer
längsseitigen Wandung 23 bündig zur Unterseite der Trägerscheibe
21 eingesetzt ist. Die rechteckige Aussparung 22 ist mittig
unterhalb von zwei um 180° versetzten Pumpenflügeln 16 angeordnet,
in denen ebenfalls eine Aussparung 24 für den Magneten 6
vorgesehen ist. Der Magnet 6 greift also sowohl in die beiden
Pumpenflügel 16, als auch in die Trägerscheibe 21 ein. Zum
Fixieren des Magneten 6, der Pumpenflügel 16 und der Trägerscheibe
21 ist eine in die Welle 13 eingesetzte Halteschraube 25
vorgesehen, deren Schraubenkopf die Lagerfläche 26 für das untere
Stützlager des Pumpenläufers 5 bildet.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform eines
Pumpenläufers 5, der beidseitig seiner Drehachse 18 zwei auf einem
seiner Durchmesser angeordnete Pumpenflügel 16 aus Kunststoff
aufweist, in die der Magnet 6 eingegossen ist. Dadurch ergibt
sich ein besonders kompakt aufgebauter Pumpenläufer 5, bei dem
der Magnet 6 besonders gut vor Korrosion geschützt ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ermöglicht eine besonders
gute magnetische Kopplung zwischen dem Magneten 6 und dem
Magnetfeld des Magnetrührers 8, da der Magnet 6 unmittelbar an
der Unterseite der Trägerscheibe 21 und daher möglichst dicht
zur Aufstellfläche 11 des Magnetrührers 8 angeordnet ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 zeigt eine Labor-Pumpe
1, die zwei miteinander kämmende, als Stirn-Zahnräder ausgebildete
Pumpenläufer 5, 5′ aufweist. Dabei ist in dem Pumpenläufer 5
mittig ein Magnet 6 integriert, dessen Längsachse senkrecht zur
Drehachse 18 des Pumpenläufers 5 angeordnet ist. Bei einer solchen
an sich bekannten Zahnradpumpe wird das durch die Einlaßöffnung
3 eintretende Fördermedium von den sich dicht entlang der inneren
Pumpraumseitenwand 28 entlang bewegenden Förderzähnen 27 erfaßt
und in Richtung der Auslaßöffnung 4 verdrängt. Mit einer solchen
Zahnrad-Pumpe lassen sich vergleichsweise hohe Förderdrücke
erzielen. Bei Magnetrührern 8, bei denen die Drehrichtung des
Antriebsmagnetfeldes umschaltbar ist, kann außerdem die
Förderrichtung der Pumpe 1 von Vorwärts- auf Rückwärtsförderung
umgeschaltet werden. Vorteilhaft ist auch, daß die Anschlüsse
für die Einlaßöffnung 3 und die Auslaßöffnung 4 seitlich am
Pumpengehäuse 2 angeordnet sind, so daß die Oberseite des
Pumpengehäuses 2 als ebene Fläche ausgebildet sein kann, die
beispielsweise als Abstellfläche genutzt werden kann. Der in dem
Pumpenläufer 5 integrierte Magnet 6 ermöglicht außerdem ein
besonders kompaktes und flaches Pumpengehäuse 2.
Das Pumpengehäuse 2 weist ferner drei radial zur Drehachse des
Magneten 6 angeordnete, um jeweils 90° zueinander versetzte
Haltearme 29 auf, die in Gebrauchsstellung die Heizplatte 19
jeweils seitlich hintergreifen, so daß die Achse des Magneten
6 koaxial zur Achse des Antriebsmagneten 7 des Magnetrührers 8
angeordnet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 und 10 durchsetzt der
Magnet 6 eine Welle 30, die ein Ritzel 31 trägt, dessen Verzahnung
mit der Außenverzahnung eines Zwischenritzels 32 in Eingriff steht,
das mit der Antriebswelle 33 des Pumpenläufers 5 drehfest verbunden
ist. Dabei ist der Magnet mittig unterhalb des Ritzels 31 und
mit seiner Längsachse senkrecht zu dessen Drehachse angeordnet.
Das Ritzel 31 weist einen deutlich kleineren Durchmesser als das
Zwischenritzel 32 auf, so daß sich insgesamt ein Untersetzungs
getriebe ergibt, das die Drehzahl des Magneten 6 in eine
niedrigere Drehzahl der Pumpenläufer 5, 5′ untersetzt. Um ein
möglichst großes Untersetzungsverhältnis zu ermöglichen, ist der
Magnet 6 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 und 10 unterhalb
des Ritzels 31 angeordnet, so daß der Durchmessers des Ritzels
31 deutlich kleiner als die Baulänge des Magneten 6 gewählt sein
kann. Dadurch kann trotz eines großen Untersetzungsverhältnisses
und vergleichsweise kleiner Ritzel ein relativ großer Magnet 6
vorgesehen sein, der eine gute magnetische Kopplung zu dem
Antriebsmagnetfeld des Magnetrührers 8 beziehungsweise zu dessen
Antriebsmagneten 7 ermöglicht.
Das Ritzel 31 und das Zwischenritzel 32 sind in einem von dem
Pumpraum 34 abgetrennten und gegen diesen abgedichteten Bereich
des Pumpengehäuses 2 angeordnet. Die Pumpe 1 eignet sich deshalb
besonders zur Förderung zähflüssiger Medien, da das Fördermedium
weder mit den Ritzeln 31, 32, noch mit dem Magnet 6 in Berührung
kommt und daher an diesen Teile auch keine Reibung verursachen
kann.
Die Laborpumpe 1 für Flüssigkeiten weist ein Pumpengehäuse 2 mit
einer Einlaßöffnung 3 und einer Auslaßöffnung 4 auf, in dem
zumindest ein Pumpenläufer 5 rotiert. Der Pumpenläufer 5 ist mit
einem Magneten 6 direkt oder indirekt über ein Getriebe verbunden,
der mit einem rotierenden Magnetfeld eines Magnetrührers 8
magnetisch gekoppelt ist. Das Pumpengehäuse 2 der Pumpe 1 ist
dazu so mit dem Magnetrührer 8 verbindbar, daß der Magnet 6 in
den Einflußbereich des rotierenden Magnetfeldes des Magnetrührers
8 gerät und von diesem angetrieben wird. Die erfindungsgemäße
Pumpe weist keinen eigenen Antrieb auf und ist deshalb besonders
einfach aufgebaut. In Laboratorien vorhandene Magnetrührer 8 können
zum Antrieb der Pumpe 1 eingesetzt werden und erhalten somit
eine zusätzliche Funktion.
Claims (16)
1. Labor-Pumpe (1) für Flüssigkeiten, mit wenigstens einem eine
Einlaßöffnung (3) und eine Auslaßöffnung (4) aufweisenden
Pumpengehäuse (2) und mit zumindest einem darin rotierenden
Pumpenläufer (5), der mit einem Magneten (6) direkt oder
indirekt über ein Getriebe verbunden oder selbst als Magnet
ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für
den Pumpenläufer (5) ein Magnetrührer (8) vorgesehen ist
und die Pumpe (1) mit ihrem Pumpengehäuse (2) wenigstens
in Erstreckungsrichtung einer eine Aufstellfläche (11)
aufweisenden Aufstellplatte des Magnetrührers (8) mit diesem
derart verbindbar ist, daß das Antriebsmagnetfeld des
Magnetrührers (8) in magnetischer Koppelung mit dem Magneten
(6) der Pumpe (1) ist, daß der Magnetrührer (8) eine
Heizplatte (19) aufweist, mit welcher die Pumpe (1) beheizbar
ist, und daß an der Berührfläche zwischen Magnetrührer (8)
und Pumpengehäuse (2) eine wärmeübertragende Fläche vorgesehen
ist.
2. Labor-Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Pumpenläufer (5) als Flügelpumpenrad ausgebildet ist.
3. Labor-Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (1) in beiden Drehrichtungen antreibbar ist
und daß der Pumpenläufer (5) hierzu symmetrisch ausgebildete
Pumpenflügel (16) aufweist.
4. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) eine beheizbare Gehäusewan
dung (15) aufweist.
5. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Regeln der Flüssigkeitstemperatur
eines mit der Pumpe (1) umgewälzten Flüssigkeitsbades ein
Thermostat oder ein Temperatursensor vorgesehen ist, der mit
dem Rührantrieb des Magnetrührers (8) und/oder der Heizung
gekoppelt ist.
6. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) mit ihrem Pumpengehäuse
(2) mit der Aufstellplatte des Magnetrührers (8) formschlüssig
verbindbar ist und daß hierzu Vorsprünge und/oder ein
zumindest bereichsweise umlaufender Kupplungsrand (20) an
dem Pumpengehäuse (2) vorgesehen sind, womit das Pumpengehäuse
(2) auf den Magnetrührer (8) oder auf dessen Heizplatte (19),
aufsteckbar ist.
7. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) Halteklammern, Haltefedern
oder dergleichen Befestigungsmittel zum Fixieren an dem
Magnetrührer (8) oder an dessen Heizplatte (19) aufweist.
8. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer (5) zwei radial zu
seiner Drehachse (18) angeordnete Pumpenflügel (16) aufweist
und daß der Magnet (6) senkrecht zu den Pumpenflügeln
angeordnet ist.
9. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer (5) wenigstens zwei,
radial zu seiner Drehachse (18) angeordnete Pumpenflügel (16)
aufweist, und daß der Magnet in diese Pumpenflügel eingegossen
oder eingesetzt ist.
10. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer (5) mehrere symmetrisch
zu dessen Drehachse (18) angeordnete Pumpenflügel (16)
aufweist und daß diese mit einem Stabilisierungskranz
verbunden oder auf einer gemeinsamen Trägerscheibe (21)
angeordnet sind.
11. Labor-Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnet (6) dicht benachbart zu der
der Aufstellfläche (11) des Magnetrührers (8) benachbarten
Gehäusewandung (15) des Pumpengehäuses (2) angeordnet ist.
12. Laborpumpe nach einem der Ansprüche 1, 4 bis 7 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei zusammenwirkende oder
miteinander kämmende Pumpenläufer (5, 5′) vorgesehen sind,
von denen einer mit dem Magneten (6) direkt oder indirekt
verbunden oder als Magnet (6) ausgebildet ist und in
Gebrauchsstellung mit dem Antriebsmagnetfeld des Magnetrührers
(8) gekoppelt ist.
13. Labor-Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden miteinander kämmenden Pumpenläufer (5, 5′) die
Zahnräder einer Zahnradpumpe sind.
14. Labor-Pumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zahnrad eine zusätzliche Verzahnung für den An- oder
Eingriff eines Ritzels (31) hat, welches mit dem Magneten
(6) verbunden oder selbst als Magnet (6) ausgebildet ist.
15. Labor-Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzliche Verzahnung eine Innenverzahnung ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest der Magnet (6) und auch ein
mit diesem verbundenes Getriebe außerhalb des Pumpraumes (34)
angeordnet ist.
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