EP2475887A1 - Vibrating armature pump - Google Patents
Vibrating armature pumpInfo
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- EP2475887A1 EP2475887A1 EP10757026A EP10757026A EP2475887A1 EP 2475887 A1 EP2475887 A1 EP 2475887A1 EP 10757026 A EP10757026 A EP 10757026A EP 10757026 A EP10757026 A EP 10757026A EP 2475887 A1 EP2475887 A1 EP 2475887A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- pump
- piston
- spring
- pumping
- drive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
- F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
- F04B17/046—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the fluid flowing through the moving part of the motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
Definitions
- the invention relates to a vibrating armature pump with a
- Substantially linearly adjustable pump piston unit comprises, according to the preamble of claim 1.
- Movement axis oscillating piston back and forth which consists at least partially of magnetic or magnetizable material and is driven by an electromagnetic coil.
- the piston of an oscillating armature pump When immersed in a cylinder, the piston of an oscillating armature pump displaces a fluid located therein, in particular water. When it leaves the cylinder, it is filled with fluid or water again via a piston so that cyclic pumping operations can take place during the oscillation of the pumping process.
- oscillating armature pumps are for example in the
- connection of the two parts for example, by squeezing, caulking, rolling,
- the object of the invention is in contrast, a
- Oscillating pump with a pump housing which has a cylinder for receiving a substantially linearly adjustable
- Pump piston unit comprises, to propose, which is economically cheaper to produce than the prior art.
- Pump fluid and a separate drive element for driving the pumping element has. This means that in operation according to the invention, two separate or loose elements that are form reciprocating pump piston unit.
- Vibrating anchor pump according to the invention are produced particularly economically favorable.
- the pump element which is separate during operation and the drive element which is separate during operation are advantageously located loosely next to one another or one behind the other
- planar contact surfaces of the separate pumping element and / or the separate drive element are advantageous for this purpose.
- the pumping element has a first stop for the drive element and the drive element has a second stop Stop for the pumping element on. This ensures that a defined contact or a defined contact surface, namely the corresponding stops, are present, whereby a dimensionally accurate pump piston unit can be realized.
- the attacks are planer surfaces
- the first one is
- the drive movement can preferably be generated by at least one electric drive, in particular by an electromagnetic coil.
- the first spring element ensures that the two loose or separate parts are limited and
- At least one second spring element for applying force is
- the second spring element by means of the drive or the drive unit is tensioned or
- the second spring element presses or pumps the fluid, ie the spring stroke of the second spring element substantially corresponds to the pumping stroke of the oscillating armature pump according to the invention.
- the second spring element as a return spring for returning the pump piston unit or the two separate in operation elements, ie the separate
- Spring element in an advantageous manner as a restoring force for returning the pump piston unit, which is pumped at the same time in an advantageous manner.
- the drive element consists essentially of a ferromagnetic material. This makes it possible that at least one electromagnetic drive coil or the like, the pumping power and the pumping energy to the
- Pumping element of the pump piston unit transmits in an advantageous manner or this is acted upon. It has been shown that a drive of the oscillating armature pump, which can be moved linearly back and forth, or its pumping piston unit, can be produced and operated in a particularly economically favorable manner by means of an electromagnetic coil.
- the drive element consists essentially of magnetic or magnetizable material, in particular magnetic or magnetizable metal, preferably magnetic or magnetizable stainless steel.
- magnetic or magnetizable material in particular magnetic or magnetizable metal, preferably magnetic or magnetizable stainless steel.
- magnetizable material such as (rusting) steels are used, which are formed, for example, with a surface coverage corresponding corrosion resistant.
- rusting magnetizable material
- Rocker armature pumps according to the invention should be able to perform about 40 million strokes or more without adverse effect. This can be achieved in an advantageous manner, especially with a stainless steel as the material for the drive element.
- the pumping element consists essentially of a plastic, wherein above all thermoplastics and / or thermosets, in particular mixtures of the two come into question. It has been shown that corresponding plastics are particularly good
- thermoplastic polyacetate, PEEK, Vespel or the like and / or thermoset BMC or the like can be used. These plastics are on the one hand resistant to chemicals and / or inexpensive and / or have an advantageous
- a stainless steel may be used as the material for the pumping element.
- This material is characterized in the use of the pumping element mainly by the fact that it is resistant to abrasion and corrosion and
- Fig. 1 is a schematic longitudinal section through an oscillating armature pump according to the invention.
- Fig. 2 is a schematic longitudinal section through an inventive
- the oscillating armature pump 1 according to FIG. 1 comprises a
- the pump housing 2 comprises a tubular anchor receptacle 6, which is inserted into the interior of the coil 4 and a
- Cylinder part 7 which rests on a flange 8 on the yoke 3.
- a pump piston unit or a pump piston 10 is inserted into the pump housing 2 and comprises a pumping element or piston part 11 and a drive element or magnetic part 12.
- the piston part 11 is tubular with an axial passage and immersed in a cylinder 13, which in the Cylinder part 7 is formed.
- the cylinder 13 is closed by a transverse web 16 which has a central passage opening 17.
- a compression spring 18 is supported on the transverse web 16, which presses a sealing body 19 onto the outlet of the tubular body
- Piston part 11 presses.
- the cylinder part 7 is tubularly extended and forms at its outer end the pressure-side connecting piece 20 of the vibrating anchor pump 1.
- a support ring 21 is in the Inserted connecting piece 20 and forms a stop for a further compression spring 22, which presses a sealing body 23 to the crossbar 16 and thereby the passage opening 17th
- the pump piston 10 is starting from the piston part 11 in
- a first compression spring 28 surrounds the intermediate part 24 and is supported on the gradation of the piston part 11 with a large cross section on one side.
- a web 14 is provided, which advantageously a radial
- the two parts 11, 12 also have a contact 5 and respectively an axial contact surface on which the two parts 11, 12 touch.
- Anchor receptacle 6 and the cylinder part 7 of the pump housing 2 is inserted.
- the magnetic part 12 On the side opposite the piston part 11, the magnetic part 12 has a recess 32, so that a web 15 is formed.
- a second compression spring 31 is supported on the recess 32, wherein the compression spring 31 is radially held or centered by the web 15.
- Anchor receptacle 6 comprises a stop 30 and is extended out of the coil 4 and forms at its end a Connector sleeve 34 for connecting a supply line.
- the vibration tank pump 1 operates as follows.
- intermittent voltage without sign change such as with only one (positive or negative) half-waves (i.e., the other half-waves are possibly "hidden” by means of a diode or the like)
- the pump piston 10 is set in vibration in the axial direction A. It oscillates periodically by a defined by the compression springs 28, 31 and possibly also the compression spring 18 neutral position.
- the two separate parts 11, 12 are in operation only loosely together without a fixed or
- Piston part 11 was filled, which is in the cylinder 13th
- the magnetic member 12 is located with its large cross-section close to the inner wall of the armature receptacle 6.
- the oscillatory motion of the pump piston 10 requires the cyclic filling and emptying of the interior of the armature receptacle 6 on both sides of the magnetic member 12. Since in this embodiment of the magnetic member 12 only a very small gap between the magnet part 12 and inner wall of the armature receptacle 6 is present, is located in this
- Magnet part 12 is ensured on the other and vice versa
- transverse bore 25 can also be otherwise, for example, by longitudinal holes or notches in
- Magnet part 12 can be realized. The present invention
- the embodiment offers the advantage of a large magnetic mass in the area of action of the coil 4.
- Sealing function can be selected, with the magnetic
- Material selection can be made in terms of efficiency or performance of the pump.
- the pump according to the invention is a piston pump 1 with electromagnetic drive 4.
- the pump 1 is advantageously not shown in detail
- An advantageous rectifier in particular a diode or the like, is
- alternating voltage can be applied.
- the current flowing through the coil 4 during the application of a voltage half-wave generates a magnetic field in the coil 4 which acts as an electromagnetic force on the piston 10 (large
- the coil 4 is preferably surrounded by an iron circle.
- This iron circle is interrupted in the region of the piston side, against which the piston spring 31 acts, advantageously by an air gap of a few millimeters in length.
- the two pieces of iron which form the air gap may e.g. be named as Polhülsen and the remaining iron circle as Kastenjochblech.
- Effect of the coil field is greater than the force with which the piston 10 is held in the rest position, the piston 10 moves in the direction of the air gap.
- this piston stroke in the direction of the piston spring for example, about 6 to 7 mm.
- Piston rest position The kinetic energy of the piston 10 is so great that the piston 10 continues to move beyond the rest position and is now braked in an advantageous manner by the damping spring 28.
- this damped stroke is about 3 to 4 mm.
- the damping spring 28 then moves the piston 10 back in the direction of Kolbenruhelage and oscillates in the rest position as a function of friction and
- the piston 10 has a large and a small diameter.
- the large diameter is used by means of a
- the small diameter serves as a hydraulic
- the hydraulic pressure piston 11 protrudes in the rest position about 8 mm into a compression chamber.
- Plunger 11 is advantageously hollow in the middle 26 or drilled. This bore 26 is in turn with a
- Piston spring located water in an advantageous manner by the large piston bore 27 and then pressed through the small piston bore 26. In this process, opens the, the small piston bore 26 closing valve 19 and the compression chamber is filled with water.
- Compression chamber immersed pressure piston 11 with his Increasing volume displaces the water located there. Due to this displacement operation, the valve located at the pump outlet 23 opens and the water exits from the pump 1.
- the displacement of the piston 10 is determined by the surface of the pressure piston 11, the pressure acting on the pressure piston surface and the counteracting force of the piston spring 31.
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Abstract
The invention relates to a vibrating armature pump having a pump housing, which comprises a cylinder for receiving a substantially linearly displaceable pump piston unit (10). The pump piston unit (10) comprises at least one pump element (11) for pumping the pumping fluid and a drive element (12) for driving the pump element (11). Both elements are designed separately and arranged loosely one behind the other.
Description
" Schwingankerpumpe" "Oscillating pump"
Die Erfindung betrifft eine Schwingankerpumpe mit einem The invention relates to a vibrating armature pump with a
Pumpengehäuse, das einen Zylinder zur Aufnahme einer im Pump housing, which has a cylinder for receiving a in
Wesentlichen linear verstellbaren Pumpenkolbeneinheit umfasst, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Substantially linearly adjustable pump piston unit comprises, according to the preamble of claim 1.
Stand der Technik State of the art
Schwingankerpumpen zeichnen sich durch einen in einer Vibrating anchorage pumps are characterized by one in one
Bewegungsachse hin und her schwingenden Kolben aus, der wenigstens teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Material besteht und über eine elektromagnetische Spule angetrieben wird. Movement axis oscillating piston back and forth, which consists at least partially of magnetic or magnetizable material and is driven by an electromagnetic coil.
Der Kolben einer Schwingankerpumpe verdrängt beim Eintauchen in einen Zylinder ein darin befindliches Fluid, insbesondere Wasser. Beim Ausfahren aus dem Zylinder wird dieser über einen Kolben wieder mit Fluid bzw. Wasser befüllt, so dass zyklische Pumpvorgänge während der Oszillation des Pumpvorgangs erfolgen können . When immersed in a cylinder, the piston of an oscillating armature pump displaces a fluid located therein, in particular water. When it leaves the cylinder, it is filled with fluid or water again via a piston so that cyclic pumping operations can take place during the oscillation of the pumping process.
Für diese Funktionsweise ist es erforderlich, den Innenraum des Zylinders Fluid dicht zu gestalten. Diese Abdichtung muss in jeder Stellung des Kolbens gewährleistet sein, weshalb üblicherweise eine Gleitfläche als Dichtfläche ausgebildet wird, die diese Dichtfunktion auch in der Axialbewegung des Kolbens wahrnimmt. For this operation, it is necessary to make the interior of the cylinder fluid dense. This seal must be ensured in each position of the piston, which is why usually a sliding surface is formed as a sealing surface, which also perceives this sealing function in the axial movement of the piston.
Derartige Schwingankerpumpen sind beispielsweise in den Such oscillating armature pumps are for example in the
Druckschriften EP 0 288 216 Bl, DE 10 2005 048 765 AI oder Publications EP 0 288 216 B1, DE 10 2005 048 765 AI or
BESTÄTIGUNGSKOPIE
DE 600 16 905 T2 beschrieben. Diese Schwingankerpumpen offenbaren Verbundkolben mit einem Teil aus einem CONFIRMATION COPY DE 600 16 905 T2. These vibrating armature pumps disclose composite pistons with a part of a
ferromagnetischen, metallischen Material und einem Teil aus einem nicht metallischen und nicht ferromagnetischen Material, wobei für den Betrieb die Teile form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Die Verbindung der beiden Teile kann beispielsweise durch Quetschen, Verstemmen, Rollen, ferromagnetic, metallic material and a part of a non-metallic and non-ferromagnetic material, wherein the parts are positively and non-positively connected to each other for operation. The connection of the two parts, for example, by squeezing, caulking, rolling,
Klemmen, Verpressen, Verkleben, Verschweißen, Schrumpfen oder durch sonstige Fertigungsarten vorgenommen werden. Hierbei sind beispielsweise bei einem Teil Hinterschneidungen Clamping, pressing, gluing, welding, shrinking or other types of production are made. Here are, for example, in one part undercuts
vorgesehen, in die entsprechende Hervorhebungen des anderen Teils beim Zusammenstecken verrasten. provided lock in the corresponding emphasis of the other part when mating.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass das Herstellen The disadvantage here, however, is that the production
entsprechender Hinterschneidungen bzw. corresponding undercuts or
Verbindungsprozessschritte aufwändig und somit wirtschaftlich kostenträchtig ist. Connection process steps consuming and thus cost-intensive.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung Purpose and advantages of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine The object of the invention is in contrast, a
Schwingankerpumpe mit einem Pumpengehäuse, das einen Zylinder zur Aufnahme einer im Wesentlichen linear verstellbaren Oscillating pump with a pump housing, which has a cylinder for receiving a substantially linearly adjustable
Pumpkolbeneinheit umfasst, vorzuschlagen, die wirtschaftlich günstiger als der Stand der Technik herstellbar ist. Pump piston unit comprises, to propose, which is economically cheaper to produce than the prior art.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schwingankerpumpe der einleitend genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und This object is achieved on the basis of an oscillating armature pump of the aforementioned type, by the characterizing features of claim 1. The measures mentioned in the dependent claims are advantageous embodiments and
Weiterbildungen der Erfindung möglich. Further developments of the invention possible.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Accordingly, an inventive invention
Schwingankerpumpe dadurch aus, dass die Pumpkolbeneinheit wenigstens ein separates Pumpelement zum Pumpen des Schwingankerpumpe characterized in that the pumping piston unit at least one separate pumping element for pumping the
Pumpenfluids und ein separates Antriebselement zum Antreiben des Pumpelements aufweist. Dies bedeutet, dass im Betrieb gemäß der Erfindung zwei separate bzw. lose Elemente, die sich
hin und her schwingende Pumpenkolbeneinheit bilden. Pump fluid and a separate drive element for driving the pumping element has. This means that in operation according to the invention, two separate or loose elements that are form reciprocating pump piston unit.
Dementsprechend sind die beiden separaten bzw. losen Elemente der Pumpenkolbeneinheit im Betrieb nebeneinander bzw. Accordingly, the two separate or loose elements of the pump piston unit in operation side by side or
hintereinander angeordnet, ohne dass eine (materialschlüssige oder kraftschlüssige bzw. unlösbare) Verbindung zwischen den beiden Elementen besteht, d.h. zwischen dem Pumpelement und dem Antriebselement. arranged one behind the other without a connection (material or frictional) between the two elements, ie. between the pumping element and the drive element.
Mit Hilfe der beiden im Betrieb separaten Elemente bzw. des Pumpelementes und des Antriebselementes werden With the help of the two separate in operation elements or of the pumping element and the drive element are
Verbindungsprozessschritte bzw. aufwendige, konstruktive Connection process steps or complex, constructive
Vorkehrungen zum Verbinden der beiden Elemente überflüssig, so dass auf diese gemäß der Erfindung verzichtet wird, was entsprechende Kosten spart. Dementsprechend kann eine Arrangements for connecting the two elements superfluous, so that they are omitted according to the invention, which saves corresponding costs. Accordingly, a
Schwingankerpumpe gemäß der Erfindung besonders wirtschaftlich günstig hergestellt werden. Vibrating anchor pump according to the invention are produced particularly economically favorable.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein Verbinden der beiden Elemente bzw. des separaten Pumpelementes und des separaten Antriebselementes für den ordnungsgemäßen Betrieb der Schwingankerpumpe nicht zwingend notwendig ist. Somit kann z.B. auf einen Quetschvorgang gemäß der EP 0 288 216 Bl oder einen Pressvorgang gemäß der DE 600 16 905 T2 verzichtet werden, was entsprechende Einsparungen bei der Herstellung bedeutet. Vor allem werden wirtschaftliche Vorteile gegenüber diesem Stand der Technik auch dadurch erreicht, in dem auf entsprechende Aussparungen bzw. Hinterschneidungen oder dergleichen verzichtet wird. It has surprisingly been found that a connection of the two elements or the separate pumping element and the separate drive element for the proper operation of the vibrating armature pump is not absolutely necessary. Thus, e.g. be dispensed with a squeezing according to EP 0 288 216 Bl or a pressing process according to DE 600 16 905 T2, which means corresponding savings in the production. Above all, economic advantages over this prior art are also achieved in that is dispensed with corresponding recesses or undercuts or the like.
Gemäß der Erfindung sind das im Betrieb separate Pumpelement und das im Betrieb separate Antriebselement in vorteilhafter Weise lose nebeneinander bzw. hintereinander liegend According to the invention, the pump element which is separate during operation and the drive element which is separate during operation are advantageously located loosely next to one another or one behind the other
angeordnet, d.h. insbesondere auch während dem Hin- und arranged, i. especially during the outward and
Herbewegen der Pumpenkolbeneinheit. Beispielsweise sind hierfür plane Kontaktflächen des separaten Pumpelementes und/oder des separaten Antriebselementes von Vorteil. Moving the pump piston unit. For example, planar contact surfaces of the separate pumping element and / or the separate drive element are advantageous for this purpose.
Vorteilhafterweise weist das Pumpelement einen ersten Anschlag für das Antriebselement und das Antriebselement einen zweiten
Anschlag für das Pumpelement auf. Hiermit wird erreicht, dass ein definierter Kontakt bzw. eine definierte Kontaktfläche, nämlich die entsprechenden Anschläge, vorhanden sind, wodurch eine maßgenaue Pumpenkolbeneinheit realisierbar ist. Advantageously, the pumping element has a first stop for the drive element and the drive element has a second stop Stop for the pumping element on. This ensures that a defined contact or a defined contact surface, namely the corresponding stops, are present, whereby a dimensionally accurate pump piston unit can be realized.
Beispielsweise sind die Anschläge als planere Flächen For example, the attacks are planer surfaces
ausgebildet, so dass vergleichsweise große Kräfte, vor allem vom Antriebselement zum Antreiben des Pumpelementes zwischen den beiden im Betrieb separaten bzw. losen Elementen formed so that comparatively large forces, especially from the drive element for driving the pumping element between the two in operation separate or loose elements
übertragen werden können. Weiterhin können Wirkkräfte vom Pumpelement zum separaten Antriebselement übertragen werden, beispielsweise vorteilhafte Rückstellkräfte oder dergleichen. can be transmitted. Furthermore, effective forces can be transmitted from the pumping element to the separate drive element, for example advantageous restoring forces or the like.
Vorzugsweise ist wenigstens ein erstes Federelement zur Preferably, at least one first spring element for
Kraftbeaufschlagung der Pumpkolbeneinheit und/oder des Applying force to the pumping piston unit and / or the
Pumpelements vorgesehen. Beispielsweise ist das erste Pump element provided. For example, the first one is
Federelement derart ausgebildet, dass die Antriebsbewegung etwas gebremst wird. Die Antriebsbewegung kann vorzugsweise durch wenigstens einen elektrischen Antrieb, insbesondere durch eine elektromagnetische Spule erzeugt werden. Hierdurch wird eine vorteilhafte bzw. definierte Pumpbewegung bzw. Spring element designed such that the drive movement is somewhat slowed down. The drive movement can preferably be generated by at least one electric drive, in particular by an electromagnetic coil. As a result, an advantageous or defined pumping movement or
Antriebsbewegung zum Antreiben des separaten bzw. losen Drive movement for driving the separate or loose
Pumpelementes realisierbar. Pump element realized.
Vorteilhafterweise gewährleistet dass erste Federelement, dass die beiden losen bzw. separaten Teile begrenzt und Advantageously, the first spring element ensures that the two loose or separate parts are limited and
zusammengehalten bzw. verbunden sind, insbesondere im are held together or connected, in particular in
Ruhezustand als auch während dem Pumpvorgang bzw. der Hibernation and during the pumping or the
Pumpbewegung . Pumping movement.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist wenigstens ein zweites Federelement zur Kraftbeaufschlagung der In an advantageous variant of the invention, at least one second spring element for applying force is
Pumpenkolbeneinheit und/oder des Antriebselementes und/oder des ersten Federelementes vorgesehen, wobei die Federkraft des zweiten Federelementes in vorteilhafter Weise der Federkraft des ersten Federelementes entgegengerichtet ist. In Pump piston unit and / or the drive element and / or the first spring element provided, wherein the spring force of the second spring element is directed in an advantageous manner, the spring force of the first spring element. In
vorteilhafter Weise wird das zweite Federelement mittels des Antriebs bzw. der Antriebseinheit gespannt bzw. Advantageously, the second spring element by means of the drive or the drive unit is tensioned or
zusammengedrückt .
Vorteilhafterweise drückt bzw. pumpt das zweite Federelement das Fluid, d.h. der Federhub des zweiten Federelementes entspricht im Wesentlichen dem Pumphub der Schwingankerpumpe gemäß der Erfindung. Hiermit kann das zweite Federelement als Rückstellfeder zum Rückstellen der Pumpkolbeneinheit bzw. der beiden im Betrieb separaten Elemente, d.h. des separaten pressed together . Advantageously, the second spring element presses or pumps the fluid, ie the spring stroke of the second spring element substantially corresponds to the pumping stroke of the oscillating armature pump according to the invention. Hereby, the second spring element as a return spring for returning the pump piston unit or the two separate in operation elements, ie the separate
Pumpelementes und des separaten Antriebselementes, ausgebildet werden. Hierbei wirkt die Federkraft des zweiten Pumping element and the separate drive element, are formed. Here, the spring force of the second acts
Federelementes in vorteilhafter Weise als Rückstellkraft zum Rücksteilen der Pumpkolbeneinheit, wobei in vorteilhafter Weise beim Rückstellen zugleich gepumpt wird. Spring element in an advantageous manner as a restoring force for returning the pump piston unit, which is pumped at the same time in an advantageous manner.
Vorzugsweise besteht das Antriebselement im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. Hiermit wird ermöglicht, dass mindestens eine elektromagnetische Antriebsspule oder dergleichen die Pumpkraft bzw. die Pumpenergie auf das Preferably, the drive element consists essentially of a ferromagnetic material. This makes it possible that at least one electromagnetic drive coil or the like, the pumping power and the pumping energy to the
Pumpelement der Pumpkolbeneinheit in vorteilhafter Weise überträgt bzw. dies damit beaufschlagt wird. Es hat sich gezeigt, dass ein Antrieb der linear hin und her bewegbaren Schwingankerpumpe bzw. deren Pumpkolbeneinheit mittels einer elektromagnetischen Spule besonders wirtschaftlich günstig herstellbar und betreibbar ist. Pumping element of the pump piston unit transmits in an advantageous manner or this is acted upon. It has been shown that a drive of the oscillating armature pump, which can be moved linearly back and forth, or its pumping piston unit, can be produced and operated in a particularly economically favorable manner by means of an electromagnetic coil.
Vorzugsweise besteht das Antriebselement im Wesentlichen aus magnetischem bzw. magnetisierbarem Material, insbesondere magnetischem bzw. magnetisierbarem Metall, vorzugsweise magnetischem bzw. magnetisierbarem Edelstahl. Bei der Preferably, the drive element consists essentially of magnetic or magnetizable material, in particular magnetic or magnetizable metal, preferably magnetic or magnetizable stainless steel. In the
Verwendung von Edelstahl als Material für das Antriebselement ist von besonderem Vorteil, dass dieses Material auch in flüssigen Medien wie beispielsweise Wasser im Allgemeinen nicht rostet bzw. nicht oxidiert. Hierdurch wird die Use of stainless steel as the material for the drive element is of particular advantage that this material also does not rust or does not oxidize in liquid media such as water in general. This will be the
Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schwingankerpumpe in Life of the vibrating armature pump according to the invention in
vorteilhafter Weise lang ausgebildet. advantageously formed long.
Dagegen könnte durchaus auch ein magnetisches bzw. On the other hand, a magnetic or
magnetisierbares Material wie (rostende) Stähle verwendet werden, die z.B. mit einer Oberflächenbelegung entsprechend korrosionsbeständig ausgebildet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass entsprechende Belegungen oder Beschichtungen
etc. durch das Hin- und Herbewegen bzw. das Schwingen der Pumpkolbeneinheit abgenützt werden, was zu einem nachteiligen Verschleiß führt und das rostende Material freilegen kann. Erfindungsgemäße Schwingankerpumpen sollten ca. 40 Millionen Hübe oder mehr ohne nachteilige Beeinträchtigung ausführen können. Dies ist vor allem mit einem Edelstahl als Material für das Antriebselement in vorteilhafter Weise erreichbar. magnetizable material such as (rusting) steels are used, which are formed, for example, with a surface coverage corresponding corrosion resistant. However, it has been shown that appropriate occupancies or coatings etc. are worn by the reciprocating or swinging of the pumping piston unit, which leads to adverse wear and can expose the rusting material. Rocker armature pumps according to the invention should be able to perform about 40 million strokes or more without adverse effect. This can be achieved in an advantageous manner, especially with a stainless steel as the material for the drive element.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung besteht das Pumpelement im Wesentlichen aus einem Kunststoff, wobei vor allem Thermoplaste und/oder Duroplaste, insbesondere auch Mischungen von beiden, in Frage kommen. Es hat sich gezeigt, dass entsprechende Kunststoffe besonders gute In a particular embodiment of the invention, the pumping element consists essentially of a plastic, wherein above all thermoplastics and / or thermosets, in particular mixtures of the two come into question. It has been shown that corresponding plastics are particularly good
Gleiteigenschaften haben und zudem billig sind. Gerade die Dichtfunktion des Pumpelements wird mit einem vorteilhaften Kunststoff besonders gut realisierbar. Beispielsweise kann als Thermoplast Polyacetat, PEEK, Vespel oder dergleichen und/oder als Duroplast BMC oder dergleichen verwendet werden. Diese Kunststoffe sind einerseits beständig gegenüber Chemikalien und/oder kostengünstig und/oder weisen eine vorteilhafte Sliding properties and are also cheap. Especially the sealing function of the pumping element is particularly well realized with an advantageous plastic. For example, as the thermoplastic, polyacetate, PEEK, Vespel or the like and / or thermoset BMC or the like can be used. These plastics are on the one hand resistant to chemicals and / or inexpensive and / or have an advantageous
Gleiteigenschaft auf. Slip feature on.
Alternativ hierzu kann auch ein Edelstahl als Material für das Pumpelement verwendet werden. Dieses Material zeichnet sich bei der Verwendung für das Pumpelement vor allem dadurch aus, dass es abriebfest und korrosionsbeständig sowie Alternatively, a stainless steel may be used as the material for the pumping element. This material is characterized in the use of the pumping element mainly by the fact that it is resistant to abrasion and corrosion and
trockenlaufresistent und/oder temperaturbeständig ist. dry run resistant and / or temperature resistant.
Ausführungsbeispiel embodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert . An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail with reference to FIGS.
Im Einzelnen zeigen Show in detail
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch
eine erfindungsgemäße Schwingankerpumpe und Fig. 1 is a schematic longitudinal section through an oscillating armature pump according to the invention and
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fig. 2 is a schematic longitudinal section through an inventive
Schwingankerkolbeneinheit , die zwischen zwei Federelementen angeordnet ist. Schwingankerkolbeneinheit which is arranged between two spring elements.
Die Schwingankerpumpe 1 gemäß der Figur 1 umfasst ein The oscillating armature pump 1 according to FIG. 1 comprises a
zweiteiliges Pumpengehäuse 2, das an einem Joch 3 einer elektromagnetischen Spule 4 befestigt ist. two-part pump housing 2, which is fixed to a yoke 3 of an electromagnetic coil 4.
Das Pumpengehäuse 2 umfasst eine rohrförmige Ankeraufnahme 6, die in das Innere der Spule 4 eingesteckt ist sowie ein The pump housing 2 comprises a tubular anchor receptacle 6, which is inserted into the interior of the coil 4 and a
Zylinderteil 7, das über einen Flansch 8 am Joch 3 anliegt. Cylinder part 7, which rests on a flange 8 on the yoke 3.
Eine Pumpenkolbeneinheit bzw. ein Pumpenkolben 10 ist in das Pumpengehäuse 2 eingelegt und umfasst ein Pumpelement bzw. Kolbenteil 11 sowie ein Antriebselement bzw. Magnetteil 12. Das Kolbenteil 11 ist rohrförmig mit einem axialen Durchlass ausgebildet und taucht in einen Zylinder 13 ein, der in dem Zylinderteil 7 ausgebildet ist. A pump piston unit or a pump piston 10 is inserted into the pump housing 2 and comprises a pumping element or piston part 11 and a drive element or magnetic part 12. The piston part 11 is tubular with an axial passage and immersed in a cylinder 13, which in the Cylinder part 7 is formed.
Der Pumpenkolben 10 und somit auch das Kolbenteil 11 The pump piston 10 and thus also the piston part 11
vollziehen im Betrieb zyklische Axialverschiebungen in perform cyclical axial displacements during operation
Richtung des Doppelpfeils A, d.h. er schwingt periodisch in axialer Richtung hin und her. Direction of the double arrow A, i. it oscillates periodically in the axial direction back and forth.
An der dem Magnetteil 12 gegenüberliegenden Seite ist der Zylinder 13 durch einen Quersteg 16 verschlossen, der eine zentrale Durchgangsöffnung 17 aufweist. Zur Kolbenseite hin stützt sich an dem Quersteg 16 eine Druckfeder 18 ab, die einen Dichtkörper 19 auf den Auslass des rohrförmigen At the side opposite the magnet part 12, the cylinder 13 is closed by a transverse web 16 which has a central passage opening 17. Towards the piston side, a compression spring 18 is supported on the transverse web 16, which presses a sealing body 19 onto the outlet of the tubular body
Kolbenteils 11 drückt. Piston part 11 presses.
Auf der dem Kolben 11 gegenüberliegenden Seite des Querstegs 16 ist das Zylinderteil 7 rohrförmig verlängert und bildet an seinem äußeren Ende den druckseitigen Anschlussstutzen 20 der Schwingankerpumpe 1. Ein Stützring 21 ist in den
Anschlussstutzen 20 eingelegt und bildet einen Anschlag für eine weitere Druckfeder 22, die einen Dichtkörper 23 an den Quersteg 16 drückt und dabei die Durchgangsöffnung 17 On the opposite side of the piston 11 of the cross bar 16, the cylinder part 7 is tubularly extended and forms at its outer end the pressure-side connecting piece 20 of the vibrating anchor pump 1. A support ring 21 is in the Inserted connecting piece 20 and forms a stop for a further compression spring 22, which presses a sealing body 23 to the crossbar 16 and thereby the passage opening 17th
verschließt . closes.
Der Pumpenkolben 10 ist ausgehend vom Kolbenteil 11 in The pump piston 10 is starting from the piston part 11 in
Richtung zum Magnetteil 12 mit einer zweistufigen Direction to the magnet part 12 with a two-stage
Querschnittserweiterung versehen. Am Kolbenteil 11 mit kleinem Querschnitt schließt sich somit ein Zwischenteil 24 mit mittlerem Querschnitt sowie der Magnetteil 12 mit großem Cross-sectional extension provided. The piston part 11 with a small cross-section thus closes an intermediate part 24 with an average cross section and the magnetic part 12 with a large one
Querschnitt an. Im Zwischenteil 24 ist eine Querbohrung 25 angebracht, die mit den axialen Durchlässen 26, 27 des Cross section. In the intermediate part 24 has a transverse bore 25 is attached to the axial passages 26, 27 of the
Kolbenteils 11 einerseits und Magnetteils 12 andererseits in Verbindung stehen. Piston part 11 on the one hand and magnetic part 12 on the other hand in conjunction.
Eine erste Druckfeder 28 umschließt das Zwischenteil 24 und stützt sich an der Abstufung des Kolbenteils 11 mit großem Querschnitt auf einer Seite ab. Hierbei ist ein Steg 14 vorgesehen, der in vorteilhafter Weise eine radiale A first compression spring 28 surrounds the intermediate part 24 and is supported on the gradation of the piston part 11 with a large cross section on one side. Here, a web 14 is provided, which advantageously a radial
Zentrierung des Kolbenteils 11 bzgl. des Magnetteils 12 gewährleistet. Die beiden Teile 11, 12 weisen zudem einen Kontakt 5 bzw. jeweils eine axiale Kontaktfläche auf, an denen sich die beiden Teile 11, 12 berühren. Centering of the piston member 11 with respect to the magnetic part 12 ensured. The two parts 11, 12 also have a contact 5 and respectively an axial contact surface on which the two parts 11, 12 touch.
Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Druckfeder 28 an einer Anschlagscheibe 29 abgestützt, die zwischen der On the opposite side, the compression spring 28 is supported on a stop plate 29 which between the
Ankeraufnahme 6 und dem Zylinderteil 7 des Pumpengehäuses 2 eingesetzt ist. Anchor receptacle 6 and the cylinder part 7 of the pump housing 2 is inserted.
Auf der dem Kolbenteil 11 gegenüberliegenden Seite weist das Magnetteil 12 eine Ausnehmung 32 auf, so dass ein Steg 15 gebildet wird. Eine zweite Druckfeder 31 stützt sich an der Ausnehmung 32 ab, wobei die Druckfeder 31 durch den Steg 15 radial gehalten bzw. zentriert wird. On the side opposite the piston part 11, the magnetic part 12 has a recess 32, so that a web 15 is formed. A second compression spring 31 is supported on the recess 32, wherein the compression spring 31 is radially held or centered by the web 15.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Druckfeder 31 liegt diese an einer Abstufung 33 der Ankeraufnahme 6 an. Die On the opposite side of the compression spring 31, this is applied to a gradation 33 of the anchor seat 6. The
Ankeraufnahme 6 umfasst einen Anschlag 30 und ist aus der Spule 4 heraus verlängert und bildet an ihrem Ende eine
Anschlusstülle 34 zum Anschluss einer Zufuhrleitung. Anchor receptacle 6 comprises a stop 30 and is extended out of the coil 4 and forms at its end a Connector sleeve 34 for connecting a supply line.
Die Schwingankerpumpe 1 arbeitet folgendermaßen. The vibration tank pump 1 operates as follows.
Durch Beaufschlagung der Spule 4 mit Wechselstrom oder in vorteilhafter Weise mit einer pulsierenden oder By applying the coil 4 with alternating current or advantageously with a pulsating or
intermittierenden Spannung ohne Vorzeichenwechsel, wie z.B. mit einer lediglich eine (positive oder negative) Halbwellen (d.h. die jeweils anderen Halbwellen sind ggf. mittels einer Diode oder dergleichen „ausgeblendet") umfassenden intermittent voltage without sign change, such as with only one (positive or negative) half-waves (i.e., the other half-waves are possibly "hidden" by means of a diode or the like)
Wechselspannung, wird der Pumpenkolben 10 in Schwingungen in axialer Richtung A versetzt. Er schwingt dabei periodisch um eine durch die Druckfedern 28, 31 sowie gegebenenfalls auch die Druckfeder 18 definierte Neutralposition. AC voltage, the pump piston 10 is set in vibration in the axial direction A. It oscillates periodically by a defined by the compression springs 28, 31 and possibly also the compression spring 18 neutral position.
Gemäß der Erfindung liegen die beiden separaten Teile 11, 12 im Betrieb nur lose aneinander, ohne dass eine feste bzw. According to the invention, the two separate parts 11, 12 are in operation only loosely together without a fixed or
unlösbare Verbindung besteht. Lediglich die beiden Federn 28, 31 gewährleisten das zuverlässige Anexnanderliegen der beiden Pumpenkolbenteile 11, 12 ohne zusätzliche permanent connection exists. Only the two springs 28, 31 ensure reliable Anexnanderliegen the two pump piston parts 11, 12 without additional
Verbindungsmaßnahmen. Related activities.
Bei Eindringen des Kolbenteils 11 in den Zylinder 13 wird das in dem Zylinder 13 befindliche Fluid verdrängt. Hierbei schließt der Dichtkörper 19 die Ausgangsöffnung des axialen Durchlasses 26 im Kolbenteil 11 ab. Das im Zylinder 13 Upon penetration of the piston member 11 in the cylinder 13, the fluid contained in the cylinder 13 is displaced. Here, the sealing body 19 closes off the outlet opening of the axial passage 26 in the piston part 11. The cylinder 13
befindliche Fluid sucht sich infolgedessen seinen Weg durch die Durchgangsöffnung 17 des Querstegs 16 in den As a result, fluid located seeks its way through the passage opening 17 of the cross bar 16 in the
Anschlussstutzen 20, wobei der Dichtkörper 23 gegen den Druck der Druckfeder 22 von der Durchgangsöffnung 17 durch das unter Druck gesetzte Fluid weggedrückt wird. Connecting piece 20, wherein the sealing body 23 is pressed against the pressure of the compression spring 22 from the through hole 17 by the pressurized fluid.
Beim Zurückschwingen des Pumpenkolbens 10 in die gegenläufige Richtung zieht sich der Kolbenteil 11 aus dem Zylinder 13 zurück. Das im Zylinder 13 befindliche Restfluid wird dabei entspannt und in der weiteren Folge unter Unterdruck gesetzt. Hierdurch wird die Durchgangsöffnung 17 mittels der Druckfeder 22 und des Dichtkörpers 23 verschlossen. Die Druckfeder 22 und der Dichtkörper 23 bilden ein Rückschlagventil, durch das der
Rückfluss des einmal in den Bereich des Anschlussstutzens 20 gelangte Fluid unterbunden ist. When swinging back the pump piston 10 in the opposite direction, the piston member 11 withdraws from the cylinder 13 back. The residual fluid contained in the cylinder 13 is thereby expanded and placed in the further consequence under negative pressure. As a result, the passage opening 17 is closed by means of the compression spring 22 and the sealing body 23. The compression spring 22 and the sealing body 23 form a check valve, through which the Reflux of once reached in the region of the connecting piece 20 fluid is prevented.
Während des Rückzugs des Kolbenteils 11 bildet sich in dem Zylinder 13 ein Unterdruck aus, der dazu führt, dass der Dichtkörper 19 vom Ausgang des axialen Durchlasses 26 abhebt, so dass Fluid durch den Durchlass 26 in den Zylinder 13 nachströmt. Das flüssige oder gasförmige Fuid gelangt über di Einlasstülle 34 ins Innere der Ankeraufnahme 6 sowie durch de axialen Durchlass 27 des agnetteils 12 zum axialen Durchlass 26 des Kolbenteils 11. During the retraction of the piston part 11, a negative pressure forms in the cylinder 13, which causes the sealing body 19 to lift off the outlet of the axial passage 26, so that fluid flows through the passage 26 into the cylinder 13. The liquid or gaseous Fuid passes via the inlet nozzle 34 into the interior of the anchor receptacle 6 and through de axial passage 27 of the agnetteils 12 to the axial passage 26 of the piston member 11th
Nachdem der Zylinder 13 in der Rückwärtsbewegung des After the cylinder 13 in the backward movement of
Kolbenteils 11 gefüllt wurde, wird das im Zylinder 13 Piston part 11 was filled, which is in the cylinder 13th
befindliche Fluid in der Vorwärtsbewegung des Kolbenteils 11 wiederum aus dem Zylinder 13 durch die Durchgangsöffnung 17 verdrängt . fluid in the forward movement of the piston member 11 in turn displaced from the cylinder 13 through the passage opening 17.
In der dargestellten Ausführungsform liegt das Magnetteil 12 mit seinem großen Querschnitt nahe an der Innenwandung der Ankeraufnahme 6. Die Schwingungsbewegung des Pumpenkolbens 10 erfordert jedoch die zyklische Füllung und Entleerung des Innenraums der Ankeraufnahme 6 beidseits des Magnetteils 12. Da bei dieser Ausgestaltung des Magnetteils 12 nur ein sehr kleiner Spalt zwischen Magnetteil 12 und Innenwandung der Ankeraufnahme 6 vorhanden ist, befindet sich in dieser In the illustrated embodiment, the magnetic member 12 is located with its large cross-section close to the inner wall of the armature receptacle 6. However, the oscillatory motion of the pump piston 10 requires the cyclic filling and emptying of the interior of the armature receptacle 6 on both sides of the magnetic member 12. Since in this embodiment of the magnetic member 12 only a very small gap between the magnet part 12 and inner wall of the armature receptacle 6 is present, is located in this
Ausführungsform die Querbohrung 25 im Zwischenbereich 24, so dass ein ungehinderter Fluidfluss von einer Seite des Embodiment, the transverse bore 25 in the intermediate region 24, so that unimpeded fluid flow from one side of the
Magnetteils 12 auf die andere und umgekehrt gewährleistet ist Magnet part 12 is ensured on the other and vice versa
Die Funktion der Querbohrung 25 kann jedoch auch anderweitig, beispielsweise durch Längsbohrungen oder Kerbungen im However, the function of the transverse bore 25 can also be otherwise, for example, by longitudinal holes or notches in
Magnetteil 12 verwirklicht werden. Die vorliegende Magnet part 12 can be realized. The present
Ausführungsform bietet jedoch den Vorteil einer großen magnetischen Masse im Wirkungsbereich der Spule 4. However, the embodiment offers the advantage of a large magnetic mass in the area of action of the coil 4.
Durch die beidseitige Federlagerung des Pumpenkolbens 10 mittels der Druckfedern 28, 31 erfolgt beim Anlauf an jeden Totpunkt in der axialen Bewegung eine gefederte Umkehr der
Bewegung, so dass kein harter Anschlag stattfindet. Hierdurch ergibt sich ein sehr geräuscharmer Lauf der Pumpe. Darüber hinaus stellt diese Anordnung ein mechanisch schwingfähiges System dar, so dass weniger Energie seitens der Spule 4 erforderlich ist, um die mechanischen Baukomponenten der Due to the two-sided spring mounting of the pump piston 10 by means of the compression springs 28, 31 occurs at start-up at each dead center in the axial movement, a spring-return of the Movement, so that no hard stop takes place. This results in a very quiet running of the pump. In addition, this arrangement is a mechanically oscillatory system, so that less energy is required by the coil 4 to the mechanical components of the
Schwingankerpumpe in Schwingung zu halten. Oscillating rocker pump to keep in vibration.
Durch die Abstützung der Druckfedern 31, 28 an den jeweiligen Abstufungen des Pumpenkolbens 10 bilden die Druckfedern 28, 31 in Verbindung mit dem Fortsatz 32 bzw. dem Zwischenteil 24 mit mittlerem Querschnitt zugleich Zentrierelemente für den By supporting the compression springs 31, 28 at the respective gradations of the pump piston 10, the compression springs 28, 31 in conjunction with the extension 32 and the intermediate part 24 with a central cross section at the same time centering for the
Pumpenkolben 10. Pump piston 10.
Bei einer mehrteiligen Ausführung des Pumpenkolbens 10 besteht weiterhin die Möglichkeit unterschiedlicher Materialauswahl zwischen Magnetteil 12 und Kolbenteil 11. Die Materialauswahl beim Kolbenteil 11 kann somit im Hinblick auf die In a multi-part design of the pump piston 10, there is still the possibility of different choice of material between the magnetic part 12 and piston part 11. The choice of material in the piston part 11 can thus with regard to
Dichtfunktion ausgewählt werden, wobei die magnetischen Sealing function can be selected, with the magnetic
Eigenschaften eine untergeordnete bzw. gar keine Rolle Properties a subordinate or no role at all
spielen. Für diesen Teil des Pumpenkolbens 10 können demnach je nach Bedarf magnetische oder auch nicht magnetische play. For this part of the pump piston 10 can therefore be magnetic or non-magnetic as needed
Materialien verwendet werden. Materials are used.
Von besonderem Vorteil ist, dass im Magnetteil 12 im Of particular advantage is that in the magnetic part 12 in
unmittelbaren Wirkungsbereich der Spule 4 eine ausreichend große Masse aus magnetischem Material angeordnet wird. An das Material des Magnetteils 12 werden dabei keine nennenswerten Eigenschaften im Hinblick auf eine Dichtigkeit der Pumpe gestellt, so dass an dieser Stelle beispielsweise eine Immediately effective range of the coil 4 a sufficiently large mass of magnetic material is arranged. At the material of the magnetic member 12 no significant properties in terms of tightness of the pump are made, so that at this point, for example, a
Materialauswahl im Hinblick auf den Wirkungsgrad oder die Leistung der Pumpe vorgenommen werden kann. Material selection can be made in terms of efficiency or performance of the pump.
Darüber hinaus bietet die zwei- oder mehrteilige Ausgestaltung des Pumpenkolbens 10 im Bereich des Magnetteils 12 die In addition, the two- or multi-part design of the pump piston 10 in the region of the magnetic member 12 which
Möglichkeit einer einfachen Fertigung, beispielsweise durch Ablängen des Magnetteils 12 von einem Rohrstück mit Possibility of a simple production, for example by cutting the magnetic part 12 of a piece of pipe with
entsprechendem Durchmesser und Axialdurchlass 27 aus corresponding diameter and axial passage 27 from
geeignetem magnetischen oder magnetisierbaren Material.
Demzufolge ist die erfindungsgemäße Pumpe eine Kolbenpumpe 1 mit elektromagnetischem Antrieb 4. Für den Betrieb der Pumpe 1 ist in vorteilhafter Weise eine nicht näher dargestellte suitable magnetic or magnetizable material. Accordingly, the pump according to the invention is a piston pump 1 with electromagnetic drive 4. For the operation of the pump 1 is advantageously not shown in detail
Einweggleichrichtung von besonderem Vorteil. Ein vorteilhafter Gleichrichter, insb. eine Diode oder dergleichen, ist Half-wave rectification of particular advantage. An advantageous rectifier, in particular a diode or the like, is
vorzugsweise bereits in die Pumpe 1 integriert, sodass in · vorteilhafter Weise an die Spulenanschlüsse eine allg. übliche Wechselspannung angelegt werden kann. Bei einer vorteilhaften Wechselspannung mit einer Frequenz von z.B. f = 50 Hz werden mittels dem Gleichrichter pro Sekunde 50 Spannungshalbwellen erzeugt . preferably already integrated in the pump 1, so that in an advantageous manner to the coil terminals a geng. Conventional alternating voltage can be applied. In an advantageous alternating voltage with a frequency of e.g. f = 50 Hz 50 half-waves per second are generated by means of the rectifier.
Eine vorteilhafte Spannungshalbwelle bewirkt in der Pumpe 1 vor allem folgende Vorgänge: a) magnetische Wirkung auf den Pumpenkolben 10: An advantageous voltage half-wave causes in the pump 1, in particular the following operations: a) magnetic effect on the pump piston 10:
Der beim Anlegen einer Spannungshalbwelle durch die Spule 4 fließende Strom erzeugt in der Spule 4 ein Magnetfeld, welches als elektromagnetische Kraft auf den Kolben 10 (großer The current flowing through the coil 4 during the application of a voltage half-wave generates a magnetic field in the coil 4 which acts as an electromagnetic force on the piston 10 (large
Durchmesser) und gegen die Kolbenfeder 31 wirkt. Diameter) and against the piston spring 31 acts.
Um eine möglichst große magnetische Kraftwirkung zu erreichen, ist die Spule 4 vorzugsweise von einem Eisenkreis umgeben. In order to achieve the greatest possible magnetic force effect, the coil 4 is preferably surrounded by an iron circle.
Dieser Eisenkreis ist im Bereich der Kolbenseite, gegen welchen die Kolbenfeder 31 wirkt, in vorteilhafter Weise von einem Luftspalt mit einigen Millimeter Länge unterbrochen. Die beiden Eisenteile, welche den Luftspalt bilden können z.B. als Polhülsen und der restliche Eisenkreis als Kastenjochblech benannt werden. This iron circle is interrupted in the region of the piston side, against which the piston spring 31 acts, advantageously by an air gap of a few millimeters in length. The two pieces of iron which form the air gap may e.g. be named as Polhülsen and the remaining iron circle as Kastenjochblech.
Sobald der Strom zu fließen beginnt und die magnetische As soon as the current begins to flow and the magnetic
Wirkung des Spulenfeldes größer wird als die Kraft, mit welcher der Kolben 10 in der Ruhelage gehalten wird, bewegt sich der Kolben 10 in Richtung des Luftspalts. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beträgt dieser Kolbenhub in Richtung der Kolbenfeder z.B. ca. 6 bis 7 mm. Sobald der Strom (Halbwelle) und damit die magnetische Kraftwirkung auf den Kolben 10 abfällt bzw. der Kolben 10 den Luftspalt weitgehend überbrückt hat ist auch die Kolbenfeder 31 maximal gespannt.
Nachdem die magnetische Kraftwirkung der Spule 4 weitgehend abgefallen ist, bewegt sich der Kolben 10 aufgrund der Effect of the coil field is greater than the force with which the piston 10 is held in the rest position, the piston 10 moves in the direction of the air gap. In an advantageous embodiment, this piston stroke in the direction of the piston spring, for example, about 6 to 7 mm. As soon as the current (half wave) and thus the magnetic force action on the piston 10 drops or the piston 10 has largely bridged the air gap and the piston spring 31 is maximally tensioned. After the magnetic force effect of the coil 4 has largely dropped, the piston 10 moves due to the
Kraftwirkung der Kolbenfeder 31 wieder in Richtung der Force action of the piston spring 31 again in the direction of
Kolbenruhelage. Die kinetische Energie des Kolbens 10 ist so groß, dass der Kolben 10 über die Ruhelage hinaus sich weiter bewegt und nun in vorteilhafter Weise von der Dämpfungsfeder 28 abgebremst wird. Beispielsweise beträgt dieser gedämpfte Hub ca. 3 bis 4 mm. Die Dämpfungsfeder 28 bewegt den Kolben 10 danach wieder zurück in Richtung Kolbenruhelage und schwingt sich in die Ruhelage in Abhängigkeit von Reibungs- und Piston rest position. The kinetic energy of the piston 10 is so great that the piston 10 continues to move beyond the rest position and is now braked in an advantageous manner by the damping spring 28. For example, this damped stroke is about 3 to 4 mm. The damping spring 28 then moves the piston 10 back in the direction of Kolbenruhelage and oscillates in the rest position as a function of friction and
Flüssigkeitsdämpfung wieder ein. b) Pumpvorgang z.B. ohne Gegendruck Fluid damping again. b) pumping e.g. without counter pressure
Der Kolben 10 hat einen großen und einen kleinen Durchmesser. Der große Durchmesser wird genutzt um mittels eines The piston 10 has a large and a small diameter. The large diameter is used by means of a
Magnetfeldes eine Kraftwirkung in Richtung des Luftspalts zu bewirken. Der kleine Durchmesser dient als hydraulischer Magnetic field to cause a force in the direction of the air gap. The small diameter serves as a hydraulic
Druckkolben 11. Pressure piston 11.
Der hydraulische Druckkolben 11 ragt in der Ruhelage ca. 8 mm in eine Kompressionskammer hinein. Dieser hydraulische The hydraulic pressure piston 11 protrudes in the rest position about 8 mm into a compression chamber. This hydraulic
Druckkolben 11 ist vorteilhafterweise in der Mitte hohl 26 bzw. aufgebohrt. Diese Bohrung 26 ist wiederum mit einem Plunger 11 is advantageously hollow in the middle 26 or drilled. This bore 26 is in turn with a
Ventil 19 und einer Druckfeder 18 (lang) geschlossen. Valve 19 and a compression spring 18 (long) closed.
Bewegt sich der Kolben 10 aufgrund der elektromagnetischen Kraft, so wird das hinter dem Kolben 10 (Seite der Moves the piston 10 due to the electromagnetic force, so that is behind the piston 10 (side of
Kolbenfeder) befindliche Wasser in vorteilhafter Weise durch die große Kolbenbohrung 27 und anschließend durch die kleine Kolbenbohrung 26 gedrückt. Bei diesem Vorgang öffnet sich das, die kleine Kolbenbohrung 26 schließende Ventil 19 und die Kompressionskammer wird mit Wasser befüllt. Piston spring) located water in an advantageous manner by the large piston bore 27 and then pressed through the small piston bore 26. In this process, opens the, the small piston bore 26 closing valve 19 and the compression chamber is filled with water.
Sobald der Kolbenhub sein Maximum erreicht hat und der Kolben 10 sich aufgrund der Kraft der Kolbenfeder 31 wieder in die entgegen gesetzte Richtung zu bewegen beginnt, schließt das am Kolben 10 befindliche Ventil 19, sodass der in die As soon as the piston stroke has reached its maximum and the piston 10 begins to move in the opposite direction again due to the force of the piston spring 31, the valve located on the piston 10 closes 19, so that in the
Kompressionskammer eintauchende Druckkolben 11 mit seinem
größer werdenden Volumen das dort befindliche Wasser verdrängt. Aufgrund dieses Verdrängungsvorgangs öffnet sich das am Pumpenausgang befindliche Ventil 23 und das Wasser tritt aus der Pumpe 1 aus. Compression chamber immersed pressure piston 11 with his Increasing volume displaces the water located there. Due to this displacement operation, the valve located at the pump outlet 23 opens and the water exits from the pump 1.
Weil der Kolben 10 aufgrund seiner kinetischen Energie sich z.B. wegen der Dämpfungsfeder 28 über die Ruhelage hinaus noch weiter bewegen kann wird auch dieses in die Kompressionskammer eintauchende Kolbenvolumen zusätzlich noch Wasser verdrängen. Because the piston 10 due to its kinetic energy is e.g. because of the damping spring 28 can move beyond the rest position even this will also displace water into the compression chamber plunger volume.
Sobald die Dämpfungsfeder 28 den Kolben 10 wieder in Richtung Ruhelage bewegt, schließt sich das Ventil 23 am Ausgang (kurze Feder 22) und das Ventil 19 am Kolben 10 (lange Feder 18) öffnet sich, sodass die Kompressionskammer wieder mit Wasser befüllt wird und der Vorgang wiederholt sich solange wie As soon as the damping spring 28 moves the piston 10 again in the direction of the rest position, the valve 23 closes at the outlet (short spring 22) and the valve 19 on the piston 10 (long spring 18) opens, so that the compression chamber is filled with water again and the Process is repeated as long as
Spannungs-Halbwellen an der Spule 4 anliegen. c) Pumpvorgang bei einem Gegendruck von z.B. p = 12 bar: Voltage half-waves abut the coil 4. c) pumping at a back pressure of e.g. p = 12 bar:
Sobald auf der Pumpenausgangsseite der Durchfluss Once at the pump outlet side, the flow
beispielsweise mit einer Drossel verringert wird, baut sich am Pumpenausgang ein entsprechender Gegendruck auf. Dieser is reduced, for example, with a throttle, a corresponding back pressure builds up at the pump outlet. This
Gegendruck bewirkt, dass der Kolben 10 aus seiner Ruhelage bei p = 0 bar verschoben wird. Counterpressure causes the piston 10 is displaced from its rest position at p = 0 bar.
Die Verschiebung des Kolbens 10 wird bestimmt durch die Fläche des Druckkolbens 11, des auf die Druckkolbenfläche wirkenden Drucks und der dagegen wirkenden Kraft der Kolbenfeder 31. Je größer der Gegendruck, desto mehr wird der Kolben 10 aus seiner Ruhelage bei p = 0 bar verschoben. Dadurch verkleinert sich der Luftspalt und die Vorspannung der Kolbenfeder 31 (Kraftwirkung der Feder 31 in der Ruhelage) wird größer. Weil der Luftspalt kleiner geworden ist und zugleich die Federkraft größer, ist beim Anlegen der elektrischen Halbwelle der The displacement of the piston 10 is determined by the surface of the pressure piston 11, the pressure acting on the pressure piston surface and the counteracting force of the piston spring 31. The greater the back pressure, the more the piston 10 is moved from its rest position at p = 0 bar. This reduces the air gap and the bias of the piston spring 31 (force of the spring 31 in the rest position) is larger. Because the air gap has become smaller and at the same time the spring force is larger, when applying the electrical half wave of the
Kolbenhub nicht mehr z.B. 6 mm bis 7 mm wie bei p = 0 bar, sondern wesentlich kleiner. Piston stroke no longer e.g. 6 mm to 7 mm as at p = 0 bar, but much smaller.
Der kleinere Kolbenhub hat zur Folge, dass weniger Wasser in der Druckkammer verdrängt wird. Wird die Drossel ganz The smaller piston stroke has the consequence that less water is displaced in the pressure chamber. Will the throttle completely
geschlossen, so wird der Kolben 10 bei jedem Pumpenhub weiter
aus der Ruhelage bewegt bis die elektromagnetische Kraft kein Spannen der Kolbenfeder 31 mehr ermöglicht und der Kolben 10 endgültig zum Stimmstand kommt.
closed, the piston 10 continues with each pump stroke moved from the rest position until the electromagnetic force no longer allows tensioning of the piston spring 31 and the piston 10 finally comes to the voice.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Schwingankerpumpe1 vibration tank pump
2 Pumpengehäuse2 pump housings
3 Joch 3 yoke
4 Spule 4 coil
5 Kontakt 5 contact
6 Ankeraufnahme 6 anchorage
7 Zylinderteil7 cylinder part
8 Flansch 8 flange
9 Ringschulter 9 ring shoulder
10 Pumpenkolben10 pump pistons
11 Kolbenteil 11 piston part
12 agnetteil 12 agnetteil
13 Zylinder 13 cylinders
14 Steg 14 footbridge
15 Steg 15 footbridge
16 Quersteg 16 crossbar
17 Durchgangsöffnung 17 passage opening
18 Druckfeder 18 compression spring
19 Dichtkörper 19 sealing body
20 Anschlussstutzen 20 connecting pieces
21 Stützring 21 support ring
22 Druckfeder 22 compression spring
23 Dichtkörper 23 sealing bodies
24 Zwischenteil 24 intermediate part
25 Querbohrung 25 cross bore
26 axialer Durchlass 26 axial passage
27 axialer Durchlass27 axial passage
28 Druckfeder 28 compression spring
29 Anschlagscheibe 29 Stop disc
30 Anschlag 30 stop
31 Druckfeder 31 compression spring
32 Ausnehmung 32 recess
33 Abstufung 33 gradation
34 Anschlusstülle
34 connection grommet
Claims
1. Schwingankerpumpe mit einem Pumpengehäuse (2), das einen Zylinder (13) zur Aufnahme einer im Wesentlichen linear An oscillating armature pump comprising a pump housing (2) including a cylinder (13) for receiving a substantially linear one
verstellbaren Pumpenkolbeneinheit (10) umfasst, dadurch adjustable pump piston unit (10), characterized
gekennzeichnet, dass die Pumpenkolbeneinheit (10) wenigstens ein separates Pumpelement (11) zum Pumpen des Pumpfluids und ein separates Antriebselement (12) zum Antreiben des in that the pump piston unit (10) has at least one separate pump element (11) for pumping the pump fluid and a separate drive element (12) for driving the pump
Pumpelementes (11) aufweist. Pump element (11).
2. Schwingankerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpelement (11) einen ersten Anschlag (5) für das Antriebselement (12) und das Antriebselement (12) einen 2. vibration pump according to claim 1, characterized in that the pumping element (11) has a first stop (5) for the drive element (12) and the drive element (12) a
zweiten Anschlag (5) für das Pumpelement (11) aufweist. Having second stop (5) for the pumping element (11).
3. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes 3. vibrating armature pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least a first
Federelement (28) zur Kraftbeaufschlagung der Spring element (28) for applying force to the
Pumpenkolbeneinheit (10) und/oder des Pumpelementes (11) vorgesehen ist. Pump piston unit (10) and / or the pumping element (11) is provided.
4. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweites 4. vibrating tank pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least a second
Federelement (31) zur Kraftbeaufschlagung der Spring element (31) for applying force to the
Pumpenkolbeneinheit (10) und/oder des Antriebselementes (12) vorgesehen ist, wobei die Federkraft des zweiten Pump piston unit (10) and / or the drive element (12) is provided, wherein the spring force of the second
Federelementes (31) der Federkraft des ersten Federelementes (28) entgegengerichtet ist. Spring element (31) of the spring force of the first spring element (28) is directed opposite.
5. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Antriebselement (12) im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material besteht . 5. vibration pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least the drive element (12) consists essentially of a ferromagnetic material.
6. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Antriebselement (12) im Wesentlichen aus Edelstahl besteht. 6. vibration pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least the drive element (12) consists essentially of stainless steel.
7. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Pumpelement (11) im Wesentlichen aus einem Kunststoff besteht. 7. vibration pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least the pumping element (11) consists essentially of a plastic.
8. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spule (4) zum Verstellen des Antriebselementes (12) vorgesehen ist. 8. vibration pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one coil (4) for adjusting the drive element (12) is provided.
9. Schwingankerpumpe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine pulsierende oder 9. vibration pump according to one of the preceding claims, characterized in that a pulsating or
intermittierende Spannung vorgesehen ist. intermittent voltage is provided.
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