EP1085206A1

EP1085206A1 - Schwingkolbenpumpenstation

Info

Publication number: EP1085206A1
Application number: EP99118208A
Authority: EP
Inventors: Manfred Zucht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-03-21

Abstract

Es wird eine Pumpenanordnung (10) vorgeschlagen, die eine Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen umfasst, wobei die Schwingkolbenpumpen in eine eine gemeinsame Stromversorgung (28) für die Schwingkolbenpumpen aufweisende, als Einheit handhabbare Pumpenstation (10) integriert sind. Vorzugsweise hat die Pumpenstation einen Steuerabschnitt (34, 35), über den alle Schwingkolbenpumpen der Pumpenstation steuerbar sind. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, umfassend eine Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen.

Schwingkolbenpumpen als solche sind wohlbekannt, es wird beispielsweise auf die DE 91 14 384 U1, DE 195 42 914 A1, DE 94 11 449 U1, DE 93 07 063 U1 und DE 43 15 602 A1 verwiesen. Eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Pumpleistung einer Schwingkolbenpumpe ist beispielsweise aus der DE 43 08 437 C1 bekannt.

Wenn vorliegend von einer Schwingkolbenpumpe die Rede ist, so wird primär an eine Elektromagnet-Kolbenpumpe gedacht, deren Kolben unter dem Einfluß eines pulsierenden Magnetfeldes, das von einer mit Wechselstrom beaufschlagten Spule erzeugt wird, Hubbewegungen in einem Zylinder mit einer durch den Wechselstrom bestimmten Impulsfrequenz ausführt. In der Regel wird die Schwingkolbenpumpe derart ausgebildet sein, daß der zumindest bereichsweise magnetisierbare, im Zylinder verschiebbar gelagerte Kolben unter der Vorspannung einer Federanordnung steht. Wird die Spule durch einen entsprechenden Stromfluß erregt, so wird der Kolben durch die auf den Kolben ausgeübten Magnetkräfte gegen die Vorspannung der Federanordnung aus einer ersten in eine zweite Schiebestellung verschoben und kehrt dann nach Entregung der Spule durch die Federkraft der Federanordnung in die erste Schiebestellung zurück. Die einfachste Möglichkeit der Ansteuerung der Spule ist die Ansteuerung mit Wechselstrom über eine Diode, so daß die Spule nur jede zweite Halbwelle magnetisiert ist. Bei einer Wechselstromfrequenz von 50 Hz ergeben sich dann 50 Pumpenhübe pro Sekunde.

Herkömmlich existieren Schwingkolbenpumpen nur als Einzelpumpen. Dies mag daran liegen, daß eine aus anderen Bereichen an sich bekannte Integration von Einzelkomponenten zu einer mehrere Komponenten umfassenden Station oder Einheit, die eine gemeinsame Stromversorgung oder eine gemeinsame Steuereinrichtung aufweist und als Einheit handhabbar ist, für derartige Pumpen nicht nahelag, da die Pumpen an sich schon sehr kostengünstig herstellbar und ohne wesentlichen Schaltungsaufwand ansteuerbar sind, so daß keine Vorteile ersichtlich waren, die durch eine Integration mehrerer Pumpen zu einer Einheit zu erreichen sind. Möglicherweise hat man auch befürchtet, daß die durch das impulsartige Hin- und Herbewegen der Kolben entstehenden Vibrationen im Falle der Integration mehrerer Pumpen in einer Einheit ein solches Niveau erreichen, daß ein optimaler Lauf der Kolben in ihren Zylindern nicht mehr gewährleistet wäre und die Gefahr von Kolbenfressern bestände.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß die zuletzt genannten Befürchtungen nicht gerechtfertigt sind und daß die Integration mehrerer Schwingkolbenpumpen zu einer Einheit unerwartet große Vorteile bietet. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen in eine eine gemeinsame Stromversorgung für die Schwingkolbenpumpen aufweisende, als Einheit handhabbare Pumpenstation integriert ist.

Eine derartige Integration ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Pumpenstation einen Steuerabschnitt aufweist, über den alle Schwingkolbenpumpen der Pumpenstation steuerbar sind. Der Steuerabschnitt kann beispielsweise auf der Lehre der DE 43 08 837 C1 basieren. Es ist aber auch möglich, einfache, jede zweite Halbwelle eines Wechselstroms, ggf. Netzwechselstroms, unterdrückende Dioden vorzusehen. Es ist aber jedenfalls bevorzugt, daß die Schwingkolbenpumpen mittels des Steuerabschnitts nicht nur an- und ausschaltbar sind, sondern auch hinsichtlich ihrer Förderleistung steuerbar sind.

Durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Pumpenstation (mit oder ohne gemeinsamen Steuerabschnitt) wird dem Anwender eine einfach handhabbare Einheit bereitgestellt, die er flexibel einsetzen kann, um unterschiedlichen Aufgaben gerecht zu werden. Beispielsweise können Pumpen parallel oder in Reihe geschaltet werden, um eine erhöhte Förderleistung bzw. einen erhöhten Förderdruck vorzusehen. Ein größerer Umbau einer die Pumpenstation enthaltenen Anordnung ist dann nicht nötig, es bedarf nur eines entsprechenden Anschlusses der einzelnen Pumpen der Pumpenstation. Gerade in einem Entwicklungsstatium einer größeren, eine Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen aufweisenden Anordnung ist dies insbesondere im Hinblick auf einen geringen Zeitaufwand vorteilhaft.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Pumpenstation für den Einsatz als mehrkanalige Schlauchpumpe bestimmt und ausgebildet.

Die Schwingkolbenpumpen können gruppenweise oder alle gemeinsam in ein Gehäuse eingebaut sein. Ferner wird vorgschlagen, daß die Schwingkolbenpumpen gruppenweise oder alle gemeinsam in einen Vergußmassenblock eingegossen sind, wobei als Vergußmasse vorzugsweise ein Wärme gut ableitendes Material verwendet wird.

Vorzugsweise sind in dem Gehäuse bzw. in der Vergußmasse alle für den Betrieb der Pumpen erforderlichen Komponenten, wie Verkabelung, Steuerelemente, Schalter, Dioden, Kontrollampen, Mengenreguliereinrichtungen (insbesondere Frequenzsteuerungseinrichtungen), Bypass-Steuereinrichtungen, Filter, Entlüftungseinrichtungen, Transformatoren, Sicherungen usw. integriert, d.h. eingebaut bzw. eingegossen. Bevorzugt sind alle elektrischen Komponenten ausgenommen der Pumpen selbst im schon genannten Steuerabschnitt zusammengefaßt.

Insbesondere für Pumpen mit hoher Leistung oder/und für den Fall einer besonders kompakten Integration mehrerer Pumpen wird vorgeschlagen, daß die Pumpenstation Wärmeableitungsmittel aufweist, um einer Überhitzung der Schwingkolbenpumpen entgegenzuwirken. Die Wärmeableitungsmittel können Lüftungsschlitze in einem Gehäuse, einen Ventilator, einen Wärmetauscher im Falle einer Wärmeableitung über eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, oder/und ein Peltierelement umfassen.

Besonders bevorzugt ist, daß die Pumpenstation modular aufgebaut ist, vorzugsweise derart, daß die Anzahl von in die Pumpenstation integrierten Schwingkolbenpumpen durch Hinzufügen bzw. Entfernen von jeweils wenigstens eine Schwingkolbenpumpe umfassenden Pumpenmodulen variabel ist. Hierzu können die Pumpenmodule elektrische Anschlußkontakte, beispielsweise elektrische Steckkontakte, oder/und Wärmeleitungs-Verbindungselemente, beispielsweise Wärmeleitungs-Steckverbinder, aufweisen und zur Integration in die Pumpenstation unter Anschließen der wenigstens einen Schwingkolbenpumpe des jeweiligen Pumpenmoduls an die gemeinsame Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt sowie ggf. unter Herstellung einer Wärmeabfuhrverbindung in ein Gehäuse einsteckbar oder/und aneinander ansteckbar sein.

Durch den modularen Aufbau der Pumpenstation ist die Pumpenstation besonders flexibel einsetzbar und kann durch Hinzufügen weiterer Pumpenmodule oder durch Auswechseln von Pumpenmodulen an geänderte Einsatzbedingungen bzw. Anforderungen angepaßt werden.

Es wird vorgeschlagen, daß wenigstens eine Gruppe von Schwingkolbenpumpen, ggf. die Schwingkolbenpumpen eines Pumpenmoduls, zur Bereitstellung einer vergrößerten Förderleistung an einen gemeinsamen Ansauganschluß und einen gemeinsamen Abgabeanschluß parallel angeschlossen sind. Hierdurch kann auf der Grundlage eines Schwingkolbentyps vorgegebener Pumpleistung eine erhöhte Pumpleistung bereitgestellt werden. Bevorzugt werden die Schwingkolbenpumpen der Gruppe hierzu paarweise derart an die Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt angeschlossen, daß ihre Ansaugphasen und dementsprechend ihre Abgabephasen zeitlich gegeneinander versetzt sind. Höchstvorzugsweise ist der zeitliche Versatz derart, daß am gemeinsamen Abgabeanschluß eine zeitlich näherungsweise äquidistante Folge von Abgabepulsen der einzelnen Schwingkolbenpumpen als Abgabestrom mit reduziertem Pulsieren abgegeben wird. Der einfachste Fall wäre der Fall von zwei Pumpen, die mit unterschiedlichen Halbwellen eines Wechselstroms arbeiten.

Ferner wird vorgeschlagen, daß wenigstens eine Gruppe von Schwingkolbenpumpen, ggf. die Schwingkolben eines Pumpenmoduls, zur Bereitstellung eines erhöhten Förderdrucks an einen gemeinsamen Ansauganschluß und einen gemeinsamen Abgabeanschluß in Reihe angeschlossen sind. Man wird die Schwingkolbenpumpen der Gruppe hierzu in der Regel derart an die Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt anschließen, daß sowohl ihre Ansaugphasen als auch ihre Abgabephasen sich zeitlich zumindest überlappen.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Pumpenmodul für eine Pumpenstation wie vorangehend beschrieben. Das erfindungsgemäße Pumpenmodul umfaßt wenigstens eine Schwingkolbenpumpe und ist unter Anschließen der Schwingkolbenpumpe an die gemeinsame Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt sowie ggf. unter Herstellung einer Wärmeabfuhrverbindung in die Pumpenstation integrierbar. Bevorzugt ist das Pumpenmodul derart ausgebildet, wie vorangehend in bezug auf eine einzelne Schwingkolbenpumpe, eine Gruppe von Schwingkolbenpumpen bzw. ein Pumpenmodul angegeben wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpenstation mit vier integrierten Schwingkolbenpumpen.
Fig. 2: zeigt ein Ausführungsbeispiel einer modular aufgebauten Pumpenstation mit einem Steuermodul, einem zwei Schwingkolbenpumpen aufweisenden Pumpenmodul und einem Abschlußmodul.
Fig. 3: zeigt einen Schalt- und Anschlußplan einer dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entsprechenden, modularen Pumpenstation.
Fig. 4: zeigt eine erste Abwandlung des Steuerabschnitts des Schalt- und Anschlußplans der Fig. 3.
Fig. 5: zeigt eine zweite Abwandlung des Steuerabschnitts des Schalt- und Anschlußplans der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Pumpenanordnung aus vier Schwingkolbenpumpen, die zu einer Pumpenstation 10 integriert sind. Die vier Schwingkolbenpumpen selbst sind herkömmlich aufgebaut und weisen einen sich hin- und herbewegenden Pumpenkolben auf, der durch eine Federanordnung in einer Richtung vorgespannt ist und durch ein mittels einer Spule erzeugtes Magnetfeld gegen die Vorspannung der Federanordnung verschoben wird. Nähere Erläuterungen der Funktionsweise einer einzelnen Schwingkolbenpumpe dieser Bauart sind hier nicht erforderlich; es kann auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen werden.

Die Pumpenstation weist ein quaderförmiges Gehäuse 12 auf, in dem die vier Schwingkolbenpumpen montiert sind. Von jeder Schwingkolbenpumpe ist ein Ansauganschluß 14, 16, 18 bzw. 20 zu sehen, der sich aus dem Gehäuse 12 erstreckt, sowie - aufgrund der perspektivischen Darstellung - für nur zwei der Schwingkolbenpumpen ein zugeordneter Abgabeanschluß 22 bzw. 24. Selbstverständlich weisen auch die beiden anderen Pumpen einen entsprechenden Abgabeanschluß auf. Die Ansauganschlüsse und die Abgabeanschlüsse sind als Schlauchanschlüsse ausgeführt und zur Schwingungsdämpfung durch eine jeweilige Gummimuffe 26 in einer zugeordneten Gehäuseöffnung geführt. Die Gummimuffen sorgen dafür, daß Vibrationen bzw. Schwingungen der Schwingkolbenpumpen nur gedämpft auf das Gehäuse übertragen werden. Auf die Gummimuffen kann aber auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn die Schwingkolbenpumpen einer Pumpenstation in ein gemeinsames Gehäuse oder dgl. eingegossen sind.

Die Pumpenstation 10 weist eine gemeinsame Stromversorgung für die Schwingkolbenpumpen der Pumpenstation auf, von der in Fig. 1 ein Anschlußkabel 28 zu sehen ist. Auf der Gehäuseoberseite ist ein Deckel 30 einer Sicherungshalterung zu sehen, in die eine Schmelzsicherung eingesetzt ist, mittels der die Schwingkolbenpumpen, genauer deren Magnetspulen, vor zu hohen Strömen geschützt werden. Eine Alarmlampe 32, insbesondere eine Alarm-LED zeigt den Ausfall einer Schwingkolbenpumpe an und kann mit einem akustischen Alarm gekoppelt sein. Ein Kippschalter 34 dient zum gemeinsamen Anschalten und gemeinsamen Ausschalten aller Schwingkolbenpumpen. Zusätzlich können noch jeweils einer einzelnen Schwingkolbenpumpe zugeordnete Schalter vorgesehen sein, um auch die Schwingkolbenpumpen einzeln an- und ausschalten zu können. Ein Drehknopf 35 einer Mengenreglereinrichtung, beispielsweise ein in Reihe mit den Spulen der Schwingkolbenpumpen geschaltetes Potentiometer, dient dazu, die von den Schwingkolbenpumpen geförderten Mengen gemeinsam einzustellen. Eine Verdrehung des Drehknopfes 35 führt also zu einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Fördermenge jeder Schwingkolbenpumpe. Zusätzlich können gesonderte, jeweils nur einer einzigen Schwingkolbenpumpe zugeordnete Mengenregler mit entsprechenden Bedienelementen, insbesondere Drehknöpfen, vorgesehen sein, um auch für jede Schwingkolbenpumpe einzeln die jeweilige Fördermenge einstellen zu können.

Das Pumpenstationgehäuse 12 weist Lüftungslöcher 38 auf, durch die die von den Schwingkolbenpumpen im Betrieb erzeugte Wärme abgeführt wird. Für eine bessere Wärmeabfuhr kann ein Ventilator in das Gehäuse integriert sein. Anstelle der Lüftungslöcher 38 können selbstverständlich auch Lüftungsschlitze vorgesehen sein. Häufig wird man auch ohne gesonderte Wärmeableitungsmaßnahmen auskommen können, insbesondere wenn das von den Schwingkolbenpumpen transportierte Medium selbst ausreichend Wärme abführt. Im Falle von Pumpen mit hoher Pumpleistung ist es aber bevorzugt, zusätzliche Wärmeableitungsmaßnahmen zu treffen, beispielsweise die Lüftungslöcher 38 im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 1, ggf. mit zugeordnetem, in das Gehäuse integriertem Ventilator, oder/und eine Kühlmittelversorgung für ein flüssiges Kühlmittel, wie Wasser, mit einer entsprechenden Wärmetauscheranordnung im Innern des Gehäuses 12.

Das Gehäuse 12 kann in Abweichung von der Darstellung in Fig. 1 mit einem Handgriff oder anderen Halteelementen versehen sein, um die Pumpenstation besonders gut handhabbar zu machen. Das Gehäuse kann auch eine Befestigungsfläche zum Befestigen eines Typenschildes aufweisen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die Durchflußrichtung der Pumpen von rechts nach links, also beispielsweise vom Ansauganschluß 14 zum Abgabeanschluß 22. Selbstverständlich können die Durchflußrichtungen auch umgekehrt sein oder können Pumpen der Pumpenstation unterschiedliche Durchflußrichtung haben.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpenstation 110 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Pumpenstation 110 ist modular aufgebaut und umfaßt ein Steuermodul 140 mit einem für alle Pumpen der Station gemeinsamen An/Aus-Schalter 134, einer Kontrollampe 142 und einem Drehknopf 135, der zu einer Mengenregeleinrichtung gehört, die auf alle Pumpen der Pumpenstation gemeinsam wirkt. In das Steuermodul 140 ist die gemeinsame Stromversorgung für alle Schwingkolbenpumpen der Station integriert; es ist hiervon ein Anschlußkabelabschnitt 128 zu sehen.

Exemplarisch ist in Fig. 2 ein Pumpenmodul 144 gezeigt, das zwei Schwingkolbenpumpen aufweist. Von den beiden Schwingkolbenpumpen ist nur jeweils der als Schlauchanschluß ausgebildete Ansauganschluß 114 bzw. 116 zu sehen, sowie ein jeweils zugeordneter An/Aus-Schalter 146 bzw. 148, eine Kontrollampe 150 bzw. 152 und ein Drehknopf 154 bzw. 156 einer jeweiligen Mengenregeleinrichtung. Mittels der Schalter 146, 148 und der die Drehknöpfe 154, 156 aufweisenden Mengenregeleinrichtungen lassen sich die Schwingkolbenpumpen einzeln steuern, wobei der jeweilige Betriebszustand der einzelnen Schwingkolbenpumpe kumulativ einerseits über die Steuermittel des Steuerabschnitts 140 und andererseits über die der Schwingkolbenpumpe individuell zugeordneten Steuermittel des Pumpenmoduls 144 bestimmt wird.

Das Steuermodul 140 und das Pumpenmodul 144 und weitere, in Fig. 2 nicht gezeigte Pumpenmodule sind derart ausgebildet, daß diese sich einfach aneinanderstecken lassen, wobei das Pumpenmodul 144 und ggf. weitere Pumpenmodule zwischen dem Steuermodul 140 und einem Abschlußmodul 161 angeordnet ist bzw. sind. Fig. 1 zeigt das Steuermodul 140, das Pumpenmodul 144 und das Abschlußmodul 161 auseinandergenommen. Zum Zusammenstecken und Verbinden der einzelnen Module weisen das Steuermodul 140 und die Pumpenmodule, wie das Pumpenmodul 144, auf einer Seite Steckkontakte 158 und Kühlmittelsteckverbindungsanschlüsse 160 auf. Ferner weisen hierzu das Abschlußmodul 161 und die Pumpenmodule, wie das Pumpenmodul 144, auf der anderen Seite zu den Kontakten 158 und den Anschlüssen 160 komplementäre Kontaktbuchsen bzw. Anschlüsse auf, die ein Aneinanderstecken der einzelnen Module ermöglichen, so daß insgesamt eine quaderförmige Pumpenstation resultiert. Zusätzlich können in der Figur nicht gezeigte mechanische Haltemittel vorgesehen sein, beispielsweise Schrauben zum Verschrauben aneinander angrenzender Module. Gegenüber einer Verschraubung ist aber eine Rastverbindung zwischen den aneinander angrenzenden Modulen bevorzugt.

Das Abschlußmodul 161 dient nur dazu, die elektrischen Anschlußkontakte 158 des jeweils rechtesten Pumpenmoduls nach außen hin abzudecken und eine Kühlmittelverbindung zwischen den beiden Anschlüssen 160 dieses Moduls herzustellen, so daß innerhalb der Pumpenstation 110 ein Kühlmittelkreislauf gebildet ist. Es wird hierzu auf Fig. 3 verwiesen, die eine dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entsprechende Pumpenstation zeigt, bei der neben dem Steuermodul 140, dem Pumpenmodul 144 und dem Abschlußmodul 161 noch zwei weitere Pumpenmodule 164 und 166 vorgesehen sind. Fig. 3 zeigt die Pumpenstation in einem Zustand, bei dem die Steckverbindungen zwischen den einzelnen Modulen hergestellt sind. In Fig. 3 sind die einzelnen Module nur durch gestrichelte Linien voneinander getrennt dargestellt, wobei auf eine Wiedergabe der Steckverbindungen verzichtet wurde.

Der Steuerabschnitt 140 weist eine erste Anschlußklemme 170 und eine zweite Anschlußklemme 172 eines Wechselstromanschlusses auf. An die erste Anschlußklemme 170 sind über den An/Aus-Schalter 134 und die Kontrollampe 142 zwei Dioden 174 und 176 mit entgegengesetzter Polung angeschlossen.

In entsprechender Weise sind an der Anschlußklemme 172 über ein mittels des Drehknopfes 135 betätigbares Potentiometer 178 zwei Dioden 180 und 182 mit entgegengesetzter Polung angeschlossen. Von den vier Dioden 174, 176, 180 und 182 erstrecken sich vier Leitungen 184, 185, 186 und 187, die jeweils in einem der Steckkontakte 158 des Steuermoduls 140 enden.

Das an das Steuermodul 140 angesteckte Pumpenmodul 144 weist eine erste Schwingkolbenpumpe 190 und eine zweite Schwingkolbenpumpe 192 auf. Die Schwingkolbenpumpen 190 und 192 sind derart über den Schalter 146 bzw. 148, die Kontrollampe 150 bzw. 152 und ein dem Drehknopf 154 bzw. 156 zugeordnetes Potentiometer 194 bzw. 196 an den den Steckkontakten 158 des Steuerabschnitts 140 zugeordneten Steckbuchsen des Pumpenmoduls 144 angeschlossen, daß die Schwingkolbenpumpe 190 eine Verbindung zwischen der Leitung 184 und der Leitung 186 und die Schwingkolbenpumpe 192 eine Verbindung zwischen der Leitung 185 und der Leitung 187 herstellt. Die Dioden 174 und 180 sind derart geschaltet, daß sie jeweils nur die positiven Halbwellen einer an der Klemme 170 angelegten Wechselspannung durchlassen (es wird angenommen, daß die Klemme 172 auf Masse gelegt ist) und die Dioden 176 und 182 sind derart geschaltet, daß sie jeweils nur eine negative Halbwelle der an der Klemme 170 angelegten Wechselspannung durchlassen. Im Falle einer positiven Halbwelle fließt also ein Strom durch die Diode 174, die Leitung 185, die Spulenanordnung der Schwingkolbenpumpe 192, die Leitung 187 und die Diode 180, und im Falle einer negativen Halbwelle fließt ein entgegengesetzt gerichteter Strom durch die Diode 176, die Leitung 184, die Spulenanordnung der Schwingkolbenpumpe 190, die Leitung 186 und die Diode 182. Im jeweiligen Stromkreis würde auch eine einzige Diode anstelle der in Reihe geschalteten Dioden 176 und 182 einerseits bzw. der in Reihe geschalteten Dioden 174 und 180 andererseits ausreichen.

Die Stärke des im jeweiligen Stromkreis fließenden Stroms und dementsprechend die Stärke des durch die Spulenanordnung der Schwingkolbenpumpe 190 bzw. 192 erzeugten Magnetfelds hängt einerseits von der Stellung des Potentiometers 178 und andererseits von der Stellung des Potentiometers 194 bzw. 196 ab. Die Potentiometer sind jeweils derart angeschlossen, daß der Schleifkontakt des Potentiometers mit einer der anderen Anschlußklemmen des Potentiometers verbunden ist, so daß der Widerstand des Potentiometers durch entsprechende Einstellung des Schleifkontakts teilweise oder vollständig, je nach Drehstellung des zugeordneten Drehknopfes, überbrückt werden kann.

Die beiden Schwingkolbenpumpen 190 und 192 arbeiten aufgrund des beschriebenen Anschlusses über die Dioden an den Klemmen 170 und 172 mit unterschiedlichen Halbwellen des über die Anschlußklemmen 170, 172 zugeführten Wechselstromes. Dementsprechend sind die von den beiden Pumpen an ihren Abgabeanschlüssen 194 und 196 abgegebenen Förderpulse zeitlich gegeneinander versetzt (114 und 116 bezeichnen die Ansauganschlüsse der Schwingkolbenpumpen; die Ansauganschlüsse und Abgabeanschlüsse sind in Fig. 3 jeweils nur als ein Abschnitt einer Leitungsverbindung 200, 202, 204 bzw. 206 für das zu fördernde Medium dargestellt).

Die gleiche Situation ist auch beim Pumpenmodul 164 gegeben. Anstelle die abgabeseitigen Förderleitungen 200 und 204 beide aus dem Modul zur Bildung des Abgabeanschlusses 194 bzw. 196 herauszuführen, sind im Falle des Pumpenmoduls 164 die abgabeseitigen Förderleitungen 200' und 204' innerhalb des Moduls zusammengeführt und ist dann nur die Förderleitung 204' zur Bildung eines Abgabeanschlusses 196' aus dem Pumpenmodul herausgeführt. In gleicher Weise sind auch die ansaugseitigen Förderleitungen 206' und 202' innerhalb des Pumpenmoduls zusammengeführt und ist nur die Förderleitung 202' zur Bildung des Ansauganschlusses 114' aus dem Modul 164 herausgeführt. Die beiden Schwingkolbenpumpen 190' und 192' des Moduls 164 sind also parallel geschaltet. Da die beiden Schwingkolbenpumpen 190' und 192' mit unterschiedlichen Halbwellen arbeiten, wird auf der Abgabeseite ein weniger stark pulsierender Förderstrom abgegeben. Es ist ein doppelt so großer Förderstrom möglich, als von einer einzelnen Pumpe, etwa der Pumpe 190 oder 192 des Moduls 144, abgegeben werden kann. Ansonsten ist das Pumpenmodul 164 identisch wie das Pumpenmodul 144 aufgebaut.

Auch das Pumpenmodul 166 weist zwei Schwingkolbenpumpen 190" und 192" auf. Diese sind aber an den gleichen Stromkreis angeschlossen und arbeiten dementsprechend mit der gleichen Halbwelle des an den Klemmen 170, 172 angelegten Wechselstroms. Die Schwingkolbenpumpen 190" und 192" sind in Reihe geschaltet, um einen höheren Förderdruck bereitzustellen.

Nachzutragen ist noch, daß bei der in Fig. 3 gezeigten Schaltung die Schwingkolbenpumpen 190, 190', 190" und 192" elektrisch parallel geschaltet sind und daß die Schwingkolbenpumpen 192 und 192' elektrisch parallel geschaltet sind.

Um bei dem Betrieb der Schwingkolbenpumpen entstehende übermäßige Wärme zuverlässig abzuleiten, ist durch die Pumpenmodule 140, 144, 164, 166 und 161 ein Kühlmittelkreislauf gebildet, der aus den Steckverbindern 160, hierzu komplementären Verbindungsbuchsen an der anderen Seite des jeweiligen Moduls bzw. des Abschlußmoduls 161 und Kühlleitungsabschnitten innerhalb der Module besteht. Der Kühlmittelkreislauf ist in Fig. 30 summarisch mit 210 bezeichnet und umfaßt innerhalb jedes Pumpenmoduls eine durch Leitungsschlaufen 212 angedeutete Wärmetauscheranordnung, die in gutem Wärmekontakt mit den jeweiligen Pumpen steht und eine Überhitzung der Pumpen zuverlässig verhindert, wenn in ausreichendem Maße Kühlmittel durch den Wärmekreislauf 210 geführt wird. Das Kühlmittel kann im Falle von Leitungswasser als Kühlmittel allein durch den Leitungsdruck durch den Kühlmittelkreislauf 210 geführt werden. Man kann aber auch in das Steuermodul 140 eine gesonderte Kühlmittelpumpe integrieren oder eine Schwingkolbenpumpe eines der Pumpenmodule verwenden, um Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf 210 zu führen.

Eine Abwandlung des Steuermoduls 140 des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 ist in Fig. 4 gezeigt. Das hier gezeigte Steuermodul 140a weist anstelle der Diodenanordnung eine Steuereinheit 176a auf, die Halbwellenstrompulse über die Leitungen 184a und 186a einerseits und die Leitungen 185a und 187a andererseits zu den zugeordneten Pumpenmodulen zuführt, wobei die Frequenz der Halbwellenpulse über einen Drehschalter 177a einstellbar ist. Die Steuereinheit 176a könnte beispielsweise ähnlich wie die aus der DE 43 08 837 C1 bekannte Schaltungsanordnung funktionieren. Durch Wahl der Frequenz der Halbwellenstrompulse wird die Förderleistung der zugeordneten Schwingkolbenpumpen eingestellt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird der Steuereinheit 176a Wechselstrom von den Anschlußklemmen 170a und 172a zugeführt. Man kann die Steuereinheit auch derart ausbilden, daß sie mit Gleichstrom arbeiten kann. Hierzu ist in die Steuereinheit ein Wechselrichter oder dergleichen zu integrieren, der aus Gleichstrom Wechselstrom erzeugt. Eine derartige Steuereinheit 176b ist in Fig. 5 gezeigt, die mit Gleichstrom von den Anschlußklemmen 170b und 172b versorgt wird. Innerhalb der Steuereinheit 176b wird aus dem Gleichstrom Wechselstrom erzeugt und die Steuereinheit 176b gibt dann wie die Steuereinheit 176a Halbwellenpulse mit einer durch den Drehschalter 177b einstellbaren Frequenz ab, die über die Leitungen 184b und 186b einerseits (Halbwellen einer ersten Polarität) und die Leitungen 185b und 187b andererseits (Halbwellen der entgegengesetzten Polarität) den zugeordneten Schwingkolbenpumpen zugeführt wird.

Die Steuermodule 140a und 184b sind ansonsten wie das Steuermodul 140b ausgeführt, so daß sie sich mit den Pumpenmodulen 144, 164 und 166 sowie dem Abschlußmodul 161 verwenden lassen.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Pumpenanordnung mit einer Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen. Es wird vorgeschlagen, daß die Schwingkolbenpumpen in eine Pumpenstation integriert sind, die eine gemeinsame Stromversorgung für die Schwingkolbenpumpen aufweist und als Einheit handhabbar ist.

Claims

Pumpenanordnung (10; 110), umfassend eine Mehrzahl von Schwingkolbenpumpen (190, 192, 190', 192', 190", 192"), dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkolbenpumpen in eine eine gemeinsame Stromversorgung (28; 128) für die Schwingkolbenpumpen aufweisende, als eine Einheit handhabbare Pumpenstation (10; 110) integriert sind.
Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstation (10; 110) einen Steuerabschnitt (34, 35; 140) aufweist, über den alle Schwingkolbenpumpen der Pumpenstation steuerbar sind.
Pumpenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkolbenpumpen mittels des Steuerabschnitts (34, 35; 140) an- und ausschaltbar sind sowie hinsichtlich der Förderleistung steuerbar sind.
Pumpenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkolbenpumpen gruppenweise oder alle gemeinsam in ein Gehäuse (12) eingebaut oder/und gruppenweise oder alle gemeinsam in einen Vergußmassenblock eingegossen sind.
Pumpenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstation (10; 110) Wärmeableitungsmittel (38; 160, 210, 212) aufweist, um einer Überhitzung der Schwingkolbenpumpen entgegenzuwirken.
Pumpenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstation (110) modular aufgebaut ist, derart, daß die Anzahl von in die Pumpenstation integrierten Schwingkolbenpumpen durch Hinzufügen bzw. Entfernen von jeweils wenigstens eine Schwingkolbenpumpe (190, 192; 190', 192"; 190", 192") umfassenden Pumpenmodulen (144, 164, 166) variabel ist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenmodule (144, 164, 166) elektrische Anschlußkontakte (158) oder/und Wärmeleitungs-Verbindungselemente (160) aufweisen und zur Integration in die Pumpenstation (110) unter Anschließen der wenigstens einen Schwingkolbenpumpe des jeweiligen Pumpenmoduls an die gemeinsame Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt (140) und ggf. unter Herstellung einer Wärmeabfuhrverbindung in ein Gehäuse einsteckbar oder/und aneinander ansteckbar sind.
Pumpenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Gruppen von Schwingkolbenpumpen (190', 192'), ggf. die Schwingkolbenpumpen eines Pumpenmoduls (164), zur Bereitstellung einer vergrößerten Förderleistung an einen gemeinsamen Ansauganschluß (114') und einen gemeinsamen Abgabeanschluß (196') parallel angeschlossen sind.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkolbenpumpen (190', 192') der Gruppe paarweise derart an die Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt (140) angeschlossen sind, daß ihre Ansaugphasen und dementsprechend ihre Abgabephasen zeitlich gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise derart, daß am gemeinsamen Abgabeanschluß (196') eine zeitlich näherungsweise äquidistante Folge von Abgabepulsen der einzelnen Schwingkolbenpumpen als Abgabestrom mit reduziertem Pulsieren abgegeben wird.
Pumpenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Gruppe von Schwingkolbenpumpen (190", 192"), ggf. die Schwingkolbenpumpen eines Pumpenmoduls (166), zur Bereitstellung eines erhöhten Förderdrucks an einem gemeinsamen Ansauganschluß (114") und einen gemeinsamen Abgabeanschluß (196") in Reihe angeschlossen sind, wobei die Schwingkolbenpumpen der Gruppe derart an die Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt (140) angeschlossen sind, daß sowohl ihre Ansaugphasen als auch ihre Abgabephasen sich zeitlich zumindest überlappen.
Pumpenmodul (144; 164; 166) für eine Pumpenstation (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, jedenfalls nach Anspruch 6, umfassend wenigstens eine Schwingkolbenpumpe (190, 192; 190', 192'; 190", 192"), wobei das Pumpenmodul unter Anschließen der Schwingkolbenpumpe an die gemeinsame Stromversorgung bzw. den Steuerabschnitt (140) und ggf. unter Herstellung einer Wärmeabfuhrverbindung in die Pumpenstation (110) integrierbar ist.
Pumpenmodul nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die sich auf eine einzelne Schwingkolbenpumpe, eine Gruppe von Schwingkolbenpumpen oder ein Pumpenmodul beziehenden Merkmale wenigstens eines der Ansprüche 1 - 10.