ES2265425T3

ES2265425T3 - OSCILLATING ARMOR MEMBRANE PUMP.

Info

Publication number: ES2265425T3
Application number: ES01921216T
Authority: ES
Inventors: Peter Krause; Michael Ludwig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2007-02-16
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: DE10013797A1; DE10013797B4; ATE327433T1; WO2001071190A1; EP1266141A1; DE50109875D1; EP1266141B1

Abstract

The oscillating armature diaphragm pump has a coil (7) driving the oscillation armature and a driver (10) periodically supplying the coil with a drive voltage. A throughput measurement device (11) detects the voltage on the coil in the no-drive period between two successive applications of the drive voltage and generates a throughput signal from the detected voltage.

Description

Bomba de membrana de armadura oscilante.Oscillating armature membrane pump.

En una bomba de membrana de armadura oscilante transporta fluido a través de una entrada de fluido con una válvula de entrada al interior de un espacio de la bomba y se transporta desde éste a través de una salida de fluido con una válvula de salida de nuevo hacia fuera. El proceso de transporte se lleva a cabo en este caso a través de una modificación periódica del volumen del espacio de la bomba en colaboración con la válvula de entrada y la válvula de salida. La modificación del volumen se consigue por medio de una membrana que cierra parcialmente el espacio de la bomba, que es desviada periódicamente por una armadura oscilante accionada por medio de una bobina eléctrica. Una bomba de membrana de armadura oscilante de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE-A-3 719 460, que corresponde al preámbulo de la reivindicación 1.In a swing armature membrane pump transports fluid through a fluid inlet with a valve of entry into a pump space and transported from it through a fluid outlet with a valve Check out again. The transport process takes carried out in this case through a periodic modification of the volume of the pump space in collaboration with the valve inlet and outlet valve. The volume modification is achieved by means of a membrane that partially closes the pump space, which is periodically diverted by armor oscillator operated by means of an electric coil. A bomb Oscillating armor membrane of this type is known, for example, from document DE-A-3 719 460, which corresponds to the preamble of claim 1.

El caudal de paso o bien la circulación del fluido a través de la bomba y, por lo tanto, de una manera equivalente la potencia de transporte de la bomba se consigue a partir del valor absoluto y de la frecuencia de la desviación de la membrana, donde, en el caso del transporte de gases, también su capacidad de compresión y la resistencia, contra la que debe trabajar la bomba ejercen influencia sobre el caudal de paso.The flow rate or the circulation of the fluid through the pump and therefore in a way equivalent the transport power of the pump is achieved at from the absolute value and the frequency of the deviation of the membrane, where, in the case of gas transport, also its compression capacity and resistance, against which it should Working the pump influences the flow rate.

Habitualmente, la medición del caudal de paso se lleva a cabo por medio de un dispositivo de medición del caudal de paso separado, por ejemplo de un sensor de circulación, que está dispuesto delante o detrás de la bomba. Pero también es posible detectar de acuerdo con la técnica de medición el valor absoluto de la desviación de la membrana por medio de una instalación de medición del recorrido adecuada y a partir de ello derivar la señal de medición del caudal de paso.Usually, the flow rate measurement is carried out by means of a flow measurement device of separate passage, for example of a circulation sensor, which is arranged in front of or behind the pump. But it is also possible detect according to the measurement technique the absolute value of the deflection of the membrane by means of an installation of measurement of the appropriate path and from there derive the signal of flow rate measurement.

La invención tiene el cometido de posibilitar en una bomba de membrana de armadura oscilante una medición del caudal de paso, sin que para ello sea necesario un dispositivo de medición del caudal de paso separado o una modificación de la estructura de la bomba.The invention has the task of enabling an oscillating armature membrane pump a flow measurement by the way, without requiring a measuring device of the separate flow rate or a modification of the structure of the bomb.

De acuerdo con la invención, el cometido se soluciona a través de la bomba de membrana de armadura oscilante indicada en la reivindicación 1.According to the invention, the task is solves through the oscillating armature membrane pump indicated in claim 1.

Los desarrollos ventajosos de la bomba de membrana de armadura oscilante de acuerdo con la invención se pueden deducir a partir de las reivindicaciones dependientes.The advantageous developments of the pump oscillating reinforcement membrane according to the invention is they can deduce from the dependent claims.

En los instantes libres de activación, solamente tiene lugar todavía un transporte del fluido en virtud de la energía cinética del sistema acelerado a través de la activación de la bobina, que está constituido por una armadura oscilante, una membrana y un fluido. Cuanto mayor es el caudal de paso o bien la circulación del fluido, tanto en menor medida se frena la armadura oscilante, de manera que su curva de la velocidad, por ejemplo el periodo de tiempo hasta que la velocidad cae por debajo de un valor predeterminado, es una medida para el caudal de flujo. En la bomba de membrana de armadura oscilante de acuerdo con la invención se detecta la curva de la velocidad de la armadura oscilante en los instantes libres de activación a través de la tensión que se produce en la bobina. Cuando la armadura oscilante está configurada como armadura magnética, la tensión detectada corresponde a la tensión en función de la velocidad, que es inducida por la armadura magnética en la bobina. Si la armadura oscilante está constituida solamente por material ferromagnético, entonces la tensión detectada corresponde a la tensión generada después de la activación durante la supresión del campo magnético a través de la reducción de la corriente de la bobina, donde la supresión del campo magnético y la tensión detectada de esta manera es una función de la inductividad de la bobina, que se modifica de nuevo en función de la curva de la velocidad de la armadura oscilante. La tensión en la bobina es detectada aquí de una manera preferida inmediatamente después de la activación.In instants free of activation, only fluid transport still takes place under the kinetic energy of the accelerated system through the activation of the coil, which is constituted by an oscillating armor, a membrane and a fluid. The higher the flow rate or the fluid circulation, both to a lesser extent the armor is braked oscillating, so that its velocity curve, for example the period of time until the speed falls below a value By default, it is a measure for the flow rate. In the bomb of oscillating reinforcement membrane according to the invention is detects the speed curve of the swing armor in the instants free of activation through the voltage that Produces in the coil. When the swing armor is set as magnetic armor, the voltage detected corresponds to the tension as a function of speed, which is induced by armor magnetic coil. If the swing armor is constituted only by ferromagnetic material, then the tension detected corresponds to the voltage generated after activation during magnetic field suppression through reduction of the coil current, where the magnetic field suppression and the voltage detected in this way is a function of the coil inductivity, which is modified again based on the speed curve of the swinging armor. The tension in the coil is detected here in a preferred way immediately after activation.

Para la explicación adicional de la invención se hace referencia a continuación a las figuras del dibujo; en particular:For further explanation of the invention, refers below to the figures in the drawing; in particular:

La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de la bomba de membrana de armadura oscilante de acuerdo con la invención con una armadura magnética.Figure 1 shows a first example of realization of the oscillating armature membrane pump according with the invention with a magnetic armor.

La figura 2 muestra otro ejemplo de realización de la bomba de membrana de armadura oscilante de acuerdo con la invención en forma de una bomba de doble membrana con armadura oscilante ferromagnética.Figure 2 shows another embodiment of the oscillating armature membrane pump according to the invention in the form of a double diaphragm pump with armature oscillating ferromagnetic.

La figura 3 muestra un ejemplo para una activación de la bomba con impulsos de tensión, yFigure 3 shows an example for a pump activation with voltage pulses, and

La figura 4 muestra un ejemplo para una activación de la bomba con una tensión de activación de forma sinusoidal.Figure 4 shows an example for a pump activation with an activation voltage sinusoidal.

La bomba de membrana de armadura oscilante mostrada en la figura 1 presenta un espacio de bomba 1 con una entrada de fluido 2 y con una salida de fluido 3, en cada caso, en forma de una conexión para un conducto de fluido que no se representa aquí. En la zona de la entrada de fluido 2 está dispuesta una válvula de entrada 4 y en la zona de la salida de fluido 3 está dispuesta una válvula de salida 5, que permiten un caudal de paso del fluido a transportar solamente en la dirección desde la entrada de fluido 2 hacia la salida de fluido 3 y que bloquean en la dirección opuesta. El espacio de la bomba 1 está cerrado en un lado por medio de una membrana 6, que se puede desviar desde una armadura oscilante 8 alojada de forma móvil en una bobina 7. En este caso, la armadura oscilante 8 está alojada con capacidad oscilante por medio de la membrana 6 y de un muelle 9. La armadura oscilante 8 está configurada, además, como armadura magnética. Para la activación de la bomba, en la bobina 7 está conectada una instalación de activación 10, que impulsa la bobina 7 de forma periódica con una tensión de activación. Además, en la bobina 7 está conectada una instalación de medición del caudal del paso 11, que detecta en los tiempos libres de tensión entre dos impulsos consecutivos respectivos de la bobina 7 con la tensión de activación, la tensión que aparece en la bobina 7 y a partir de ello genera en el lado de salida una señal de medición del caudal de flujo 12. En este caso, la instalación de activación 10 de la instalación de medición del caudal 11 comunica las informaciones sobre los instantes libres de activación en forma de una señal de control 13. La tensión detectada en la bobina 7 por la instalación de medición del caudal 11 en los instantes libres de activación corresponde a la tensión inducida por la armadura magnética 8 móvil en la bobina 7.The oscillating armor membrane pump shown in figure 1 presents a pump space 1 with a fluid inlet 2 and with a fluid outlet 3, in each case, in form of a connection for a fluid conduit that is not Represents here. In the area of the fluid inlet 2 is arranged an inlet valve 4 and in the area of the fluid outlet 3 is arranged an outlet valve 5, which allow a flow rate of passage of the fluid to be transported only in the direction from the inlet of fluid 2 towards the fluid outlet 3 and that block in the opposite direction. The space of the pump 1 is closed on one side by means of a membrane 6, which can be diverted from a swing arm 8 housed mobilely in a coil 7. In in this case, the oscillating armor 8 is housed with capacity oscillating by means of the membrane 6 and a spring 9. The reinforcement oscillating 8 is also configured as magnetic armor. For the activation of the pump, in coil 7 a activation installation 10, which drives the coil 7 so periodic with an activation voltage. In addition, in coil 7 is connected a flow measurement installation from step 11, which detects in the free tension times between two impulses respective coils of coil 7 with the voltage of activation, the voltage that appears on coil 7 and from it generates on the output side a flow measurement signal of flow 12. In this case, the activation installation 10 of the flow measurement system 11 communicates information on the activation-free instants in the form of a signal of control 13. The voltage detected in coil 7 by the installation of flow measurement 11 in the instants free of activation corresponds to the voltage induced by the mobile magnetic armor 8 in coil 7.

El ejemplo mostrado en la figura 2 de la bomba de membrana de armadura oscilante acuerdo con la invención presenta, de la misma manera que el ejemplo de acuerdo con la figura 1, un espacio de bomba 1, una entrada de fluido 2, una salida de fluido 3, una válvula de entrada 4, una válvula de salida 5, una instalación de activación 10 que genera una señal de control 13 así como una instalación de medición del caudal de paso 11, que genera una señal de medición del caudal de paso 12. A diferencia del ejemplo de realización de acuerdo con la figura 1, la bomba de membrana de armadura oscilante está configurada como bomba de doble membrana con otro espacio de bomba 14, que presenta otra entrada de fluido 17 con válvula de salida 18 y que está cerrado con otra membrana 19. La armadura oscilante 8 que está alojada de forma flotante entre las dos membranas 6 y 19 no está configurada aquí, por ejemplo, como armadura magnética, sino que está constituida solamente por material ferromagnético. La tensión detectada en la bomba 7 por la instalación de medición del caudal de paso 11 en los instantes libres de activación corresponde en este caso a la tensión generada después de cada impulso de la bobina 7 con la tensión de activación durante la supresión siguiente del campo magnético a través de la reducción de la corriente de la bobina. A tal fin, la instalación de medición del caudal de paso 11 presenta en el lado de entrada una resistencia de medición de la corriente 20, en la que se genera una tensión proporcional a la corriente de la bobina decreciente y que es evaluada por una instalación de evaluación 21 dispuesta a continuación para la generación de la señal de medición del caudal de paso 12.The example shown in figure 2 of the pump of oscillating reinforcement membrane according to the invention presents, in the same way as the example according to the figure 1, a pump space 1, a fluid inlet 2, an outlet of fluid 3, an inlet valve 4, an outlet valve 5, a activation facility 10 that generates a control signal 13 as well as a step 11 flow measurement installation, which generates a signal to measure the flow of step 12. Unlike exemplary embodiment according to figure 1, the pump oscillating armor membrane is configured as a double pump membrane with another pump space 14, which has another inlet of fluid 17 with outlet valve 18 and which is closed with another membrane 19. The oscillating reinforcement 8 that is housed floating between the two membranes 6 and 19 is not configured here, for example, as magnetic armor, but it is constituted only by ferromagnetic material. The voltage detected in the pump 7 for the flow rate measurement installation 11 in the instants free of activation corresponds in this case to the voltage generated after each pulse of coil 7 with the voltage of activation during the subsequent suppression of the magnetic field a through the reduction of the coil current. To that end, the Step 11 flow measurement installation presents on the side input a resistance measuring current 20, in which a voltage proportional to the coil current is generated decreasing and which is evaluated by an evaluation facility 21 arranged below for the generation of the measurement signal of the flow rate 12.

La figura 3 muestra un ejemplo para una impulsión periódica de la bobina 7 con impulsos de tensión 22. Después de cada impulso de la tensión 22se detecta en el instante T libre de tensión siguiente hasta el siguiente impulso de tensión 22 la tensión inducida por la armadura magnética 8 en la bobina 7 y se supervisa si se produce un exceso de un valor umbral 24. Cuanto mayor es el caudal de paso o bien la circulación del fluido a través del espacio de la bomba 1, tanto en menor medida se frena la armadura magnética y tanto mayor es el tiempo TA, en el que la tensión inducida 23 excede el valor umbral 24. El tiempo TA es, por lo tanto, una medida para el caudal de flujo del fluido a través de la bomba de membrana de la armadura oscilante y, por lo tanto, de su potencia de bombeo.Figure 3 shows an example for a periodic drive of coil 7 with voltage pulses 22. After each pulse of the voltage 22 it is detected at the instant T voltage free next to the next voltage pulse 22 the voltage induced by the magnetic armature 8 in the coil 7 and it monitors if there is an excess of a threshold value 24. How much greater is the flow rate or the fluid circulation to through the space of the pump 1, both to a lesser extent the magnetic armor and so much greater is the TA time, in which the induced voltage 23 exceeds the threshold value 24. The time TA is, for therefore, a measure for the flow rate of the fluid through the oscillating armature diaphragm pump and therefore of Its pumping power.

La figura 4 muestra un ejemplo para una impulsión de la bobina 7 con una tensión de activación 25 de forma sinusoidal, cuyo desarrollo está interrumpido en instantes predeterminados en cada caso durante la duración del tiempo T libre de activación. En los tiempos libres de activación se detecta la tensión 23 que se produce en la bobina 7 y se evalúa, por ejemplo, como en la figura 3, con respecto a un valor umbral 4.Figure 4 shows an example for a coil drive 7 with an activation voltage 25 so sinusoidal, whose development is interrupted in moments predetermined in each case for the duration of free time T of activation. In the free activation times the voltage 23 that occurs in coil 7 and is evaluated, for example, as in figure 3, with respect to a threshold value 4.

La evaluación de la tensión 23 que aparece en la bobina 7 se lleva a cabo en los tiempos T libres de activación, como se muestra con la ayuda de las figuras 3 y 4, de una manera preferida inmediatamente después de la impulsión de la bobina con una tensión de activación 22 o bien 25. Pero también es posible establecer en el transcurso de los tiempos T libre de activación un intervalo de tiempo determinado, dentro del cual se detecta la tensión 23 en la bobina 7.The stress assessment 23 that appears in the coil 7 is carried out at the free activation T times, as shown with the help of figures 3 and 4, in a way preferred immediately after the coil drive with an activation voltage 22 or 25. But it is also possible establish a free activation during the time of T determined time interval, within which the voltage 23 on the coil 7.

Claims

1. Oscillating armature diaphragm pump with a coil (7) that drives the oscillating armature (8) and with an activation installation (10) that drives the coil (7) periodically with an activation voltage, characterized by a passage flow measurement installation (11) having means, which detect the voltage (23) that appears in the coil (7) in the time (T) free of activation in each case between two consecutive drives of the coil ( 7) with the activation voltage and from that on the output side they generate a signal to measure the flow rate (12).

2. Oscillating armature diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the passage flow measurement installation (11) monitors the voltage (23) that appears in the coil (7) to determine if there is an excess of the value threshold (24) and that generates the step flow measurement signal (12) as a function of the duration (TA) of the excess of the threshold value.

3. Oscillating armature membrane pump according to claim 1 or 2, characterized in that the passage flow measurement installation (11) detects the voltage (23) that appears in the coil (7) in a period of time that immediately follow the coil drive (7) with the activation voltage.

4. Oscillating armature membrane pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the activation voltage is constituted by voltage pulses (22), among which are the free activation times (T).

5. Oscillating armature membrane pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the activation voltage has a sinusoidal curve (25), which is interrupted at predetermined instants in each case for the duration of time (T) activation free.