DE863701C - Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe - Google Patents

Description

• Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe Es sind elektromagnetische Kompressoren bzw. Pumpen bekannt,- bei welchen eine Membran durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte in Schwingungen versetzt wird, wobei Hubräume zwischen Membran und Magnetoberfläche gebildet werden und gasförmiges oder flüssiges Medium über Ventile angesaugt und über Ventile aasgeschoben wird. Die bisher bekannten Anordnungen dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß nicht die größtmöglichste Leistung solcher Miaschinen erreichbar ist.
• Mit der gegenständlichen Erfindung wird in dieser Hinsicht ein Fortschritt erreicht, indem durch zweckmäßige Verteilung der magnetomotorischen Kräfte und geeignete Lagerung der Membran eine Leistungssteigerung erzielt wird.
• Das Wesen der gegenständlichen Erfindung besteht nun darin, daß über Magnetkörpern mit Erregerspulen in konzentrisch umlaufenden Nuten eine elastische -und biegsame Membran aus ferrom@agnetischem Material angeordnet ist, die durch die periodische Magnetisierung der Magnetkörper in Schwingungen versetzt wird und bei jedem Hub der Membran der zwischen dieser und,den Magnetkörpern eingeschlossene Hubraum über Saugöffnungen gefüllt und über Druckventile entleert wird, wobei aber im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen dieser Art die einzelnen magnetischen Kreise, bestehend aus je einer Erregerspule und den zur Führung ihres Kraftflusses nötigen Eisenquerschnitten, in ihrer Dimensionierung untereinander verschieden ausgeführt sind, und zwar vorzugsweise gegen das Zentrum hin größere Dimensionen erhalten.
• Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin. daß die Membran vorzugsweise über den einzelnen magnetischen Kreisen des Magnetkörpers mit verschiedener Stärke ausgeführt wird. -Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt -Fig. ii einen doppelt wirkenden Kompressor im Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. i, -Fig. 3 eine Variante zu Fig. i, Fig. 4 einen einfach wirkenden Kompressor im Schnitt, Fig. 5 eine Variante einer Membranlamelle; Fig. 6 und 7 zeigen ein Radialblech. -Fig. i zeigt an Hand einer beispielsweisen Ausführung die beiden Magnetkörper A und B. Diese Magnetkörper sind gebildet aus den Gehiäusehälften i und 2, in welchen die ringföi-fnigen Magnetelemente 3, 4, 5 mit ihren Erregerspulen 6, 7, 8 untergebracht sind. Zwischen den beiden Magnetkörpern, ist die Membran C, welche durch Ring 9 zentriert ist, eingelegt. Die beiden Gehäusehälften i und 2 sind mittels Schrauben io zusammengehalten. Die ringförmigen Magnetelemente 3, 4, 5 nehmen, wie die Zeichnung beispielsweise darstellt, in ihren Dimensionen von taußen nach innen zu, was dadurch begründet ist, daß auch die Luftspalte gegen das Zentrum . zu stark zunehmen und infolgedessen größere magnetomotorische Kräfte erfordern. Die Membran C besteht vorteilhaft aus mehreren elastischen und biegsamen Lamellen. Vorteilhaft für die gegenständliche Erfindung ist, daß die Membran C in ihrer Stärke von außen nach innen stetig oder stufenweise zunimmt und deren Stärke über den einzelnen Magnetelementen nach dem zu führenden magnetischen Kraftfluß ibestimmt wird. Die Membran C in Fig. i ist beispielsweise von außen nach innen stetig verstärkt und zusammengesetzt aus den beiden vollen Deckscheiben vi und 12 und den mit radialen Schlitzen versehenen Füllscheiben 13 und 14. Die Zunahme der MembranstIrke gegen das Zentrum hin kann dadurch erreicht werden, daß entweder die Deckscheiben oder die Füllscheiben oder beide Arten von Scheiben in ihrer Sdärke gegen das Zentrum hin zunehmen. Die Erregerspulen 6, 7, 8 werden in die Nutenräume der Magnetelemente 3, 4, 5 eingelegt und alle frei bleibenden Hohlräume des =Magnetkörpers mit -einer sehr hart werdenden Isoliermasse T so ausgefüllt, daß eine glätte Oberfläche entsteht; in die so gebildeten Magnetkörper wird je eine muldenförmige Ausne#hmung 15 bzw. 16 eingearbeitet. 117 und u-8 sind Dichtungsringe, ,i9 und 2o sind die Druckventile, 21 und 22 die Saugventile, 23 der Saugstutzen und 24 ein Ringkanal zur Verteilung des zu fördernden Mediums auf der Saugseite.
• Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf Fig. i mit abgehobenem oberem Magnetkörper mit Ansicht des Saugventils 22. Gestrichelt angedeutet sind -die radialen Schlitze der Zwischenlamellen 13, 14, durch welche das angesaugte Medium den Saugventilen zuströmt.
• Die Veränderung der Membranstärke entsprechend der Breite bzw. Größe ider einzelnen Magnetelemente (magnetische Kreise) ist vorteilhaft, da hierdurch . einerseits die schwingeeden Massen auf ein Minimum reduziert und äh-derseits die Eisenverluste bedeutend herabgesetzt werden können. Es ist aber .auch möglich, bei verschieden dimensionierten magnetischen Kreisen (Magnetel-ementen) die Membran in gleichbleibender Stärke auszuführen, wie dies in Fig.3 (Membran C') beispielsweise gezeigt wird: Fig. 4 zeigt eine einfach werkende Ausführung des beschriebenen Kompressors. Der Aufbau des Magnetkörpers B' mit der muldenförmigen Ausnehmung 37 ist grundsätzlich gleich wie in Fig. i. Die Membran C" ist zwischen Magnetkörper B' und Gehäusedeckel A' gelagert und besteht aus mehreren Lamellen, wobei 2,5 eine volle Scheibe und 26; 27,-2-8 geschlitzte Scheiben sind. Die der Abstufung der Magnetelemente 3', 4', 5' vorteilhafterweise zugeordnete Abstufung der Membranstärke wird hier beispielsweise dadurch erreicht, daß die Füllamellen 26, z7, 28 in ihren Durchmessern abgestuft sind. Mit Schraube 29 sind die Membranlamellen 25, 26, 27, 28 und Saugventilplättchen 3o zusammengehalten. Mit Schraube 29 ist auch die Feder 31 fest verbunden, welche im Gehäusedeckel A' aufgehängt ist. 32 ist das Druckventil und 33 der Saugstutzen.
• Fig.5 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher Lamellen mit entsprechenden umlaufenden Verdickungen 34, 35, 36 über -den magnetischen Kreisen vorgesehen sind.
• Grundsätzlich ist es für die Wirkung natürlich gleich, ob die zunehmende Verstärkung,der Mem-. bran nur auf einer Seite derselben oder auf beiden Seiten gemacht wird; auch ergibt es praktisch dieselbe Wirkung, ob die Verstärkung kontinuierlich oder in Stufen erfolgt.
• Die Ausführung der magnetisch aktiven Teile kann verschieden sein von der hier gezeigten in bezug des Aufbaues der Eisenkerne der Magnetkörper; es können beispielsweise die hier bezeigten U-förmigen Ringelemente angewendet werden, oder der Eisenkern der Magnetkörper auch aus radial angeordneten, eventuell sektorförmigen Blechen (Fig. 6 und 7) mit den entsprechenden Nuten für die Erregerspulen aufgebaut werden; grundsätzlich kann jede geeignete Blechung angewendet werden, Ebenso ist die Anzahl der Magnetelemente- (magnetische Kreise) in weiten Grenzen frei wählbar, und ihre geometrische Form ist nicht an.di,e Kreisform gebunden, sondern es kann jede beliebige Form, wie beispielsweise ein Polygon -mit beliebiger Seitenzahl, gewählt werden; --ebenso können. die U-förmigen Elemente aus einzelnen, geraden Teilstücken in polygonaler. Anordnung oder aus ge. krümmten Teilstücken zusammengesetzt sein.
• # Die Erregerspulen werden vorteilhaft proMagnet -körper in Serie geschaltet, und zwar so, daß sich die Stromrichtung von Spule zu Spul.: umkehrt; der Anschluß -an das 1`Tetz erfolgt vorteilhaft über Gleichrichter, wodurch die Schwingungszahl der Membran gleich der Netzfrequenz wird, dabei können alle beliebigen Steuergeräte oder Freduenzwandler zur Anwendung kommen,. : - -- ,- - Die Wirkungsweise des erfindunigsgemiäßen elektromagnetischen Kompressors ist wiee folgt: Ist der doppelt wirkende Kompressor gemäß Fig. i oder 3 an eine Wechselspannung gelegt, so lassen die Gleichrichter (jedem Magnetkörper muß ein Gleichrichter zugeordrnet sein) je eine Halbwelle des Wechselstromes abwechslungsweise durch; es wird also für die Dauer je einer Halbperiode einmal der untere und einmal der obere Magnetkörper erregt; dadurch entstehen jeweils magnetische Zugkräfte, die die Membran einmal nach der einen und einmal nach der anderen Richtung ziehen, wodurch über die Saugv entil-e und Druckventile das zu fördernde Medium in den Muldenraum angesaugt bzw. aus demselben fortgedrückt wird.
• Die Wirkungsweise des einfach wirkenden Kompressors nach Fig. 4 ist grundsätzlich wie jene des doppelt wirkenden, jedoch sind hier die Anscblüsse nur für eine Hälfte auszuführen, und es kommt jeweils nur ein Muldenraum zur Wirkung.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Magnetkörpern (A, B) mit konzentrisch angeordneten, in ihren Querschnittsdimensionen verschieden bemessenen magnetischen Kreisen, bestehend :aus je einer Erregerspule (6, 7, 8) und den zur Führung des magnetischen Kraftflusses nötigen Eisenquerschnitten (3, 4, 5), eine elastische und biegsame Membran (C) aus ferromagnetischem Material an ihrem Umfange zwischen zwei kreisringförmigen Randflächen eingelegt ist und daß die Magnetkörper eine der Durchbiegungsform der Membran (C) angepaßte doppelt gekrümmte muldenförmige Ausnehmung (15 bzw. 16) aufweisen, wobei die Membran bei der periodischen Magnetisierung der @l agnetkörper (A, B) in Schwingungen versetzt wird und mit den muldenförmigen Ausnehmnngen variable Hubräume bildet, die bei jedem Hub! der Membran über Saugventile (21, 22) gefüllt und über Druckventile (ig, 2o) entleert werden.
2. 2. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Gehäusedeckel (A', Fig.4) und einem Magnetkörper (B') mit konzentrisch angeordneten, in ihren Ouerschnittsdimens.ionen verschieden bemessenen magnetischen Kreisen, bestehend aus je einer Erregerspule und den zur Führung des magnetischen Kraftflusses nötigen Eisenquerschnitten (3', 4, 5'), eine elastische und biegsame Membran (C") aus ferrornagnetischem Material an ihrem Umfange zwischen zwei kreisringförmigen Randflächen eingelegt ist und daß der Magnetkörper (B') eine der Durchbiegungsform der Membran (C") angepaßte doppelt gekrümmte muldenförmigeAusnehmung (37) aufweist, wobei die Membran bei der periodischen Magnetisierung des Magnetkörpers in Schwingungen versetzt wird und mit der muldenförmigen Ausnehmung (37) einen variablen Hubraum bildet, der bei jedem Hub, der Membran über ein Saugventil (30) gefüllt und über ein Druckventil (32) entleert wird.
3. 3. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch,i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kreise, bestehend aus einer Erregerspule (6, 7, 8) und den zur Führung des magnetischen Kraftflusses nötigen Eisenquerschnitten (3, 4, 5), in ihren Querschnittsdimensionen vom Rande @de-s Magnetkörpers (A, B bzw. B') gegen sein Zentrum hin zunehmen.
4. 4. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Membran (C bzw. C") über den einzelnen magnetischen Kreissen versehiedene Stärke besitzt.
5. 5. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet"daß die Membran (C, Fig. i) vorn Rande der Mulde (14, 15) zum Zentrum hin in ihrer Stärke stetig zunimmt.
6. 6. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß -die Membran (C", Fig. 4) vom Rande der Mulde gegen das Zentrum hin stufenweise verstärkt ist.
7. 7. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i, 2 und 4, i dadurch gekennzeichnet, daß (die Membran (Fig. 5) über den magnetischen Kreisen (3', 4, 5', Fig. 4) umlaufende Verstärkungen (34, 35, 36, Fig- 5) aufweist. B. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lamelle der Membran (C bzw. C") in ihrer Stärke zwischen ihrem äußeren Rande und ihrem Zentrum verschieden bemessen ist. g. Elektromagnetischer Kompressor bzw. Pumpe nach Anspruch i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lamelle der Membran (C bzw. C") in ihrer Stärke vom äußeren Rande gegen ihr Zentrum hin zunimmt.