SE515881C2 - Membranpump - Google Patents

Description

70 15 20 25 30 515 881 re relativt stort format och làgt pris. Vidare har den rela- tivt stora flödespulsationer och stora vibrationer.

Kolvpumpen har vanligen en elmotor som via en excenter driver en kolv arbetande i en kammare. Kammaren förses med tvà en- vägsventiler sà att ett pulserande flöde kan skapas. Den största nackdelen med kolvpumpen är att belastningen pà mo- torn varierar över varvet vilket medför att motorlagren slits ojämnt. För att uppnå tillräcklig livslängd på en sådan pump krävs därför att motorerna är av mycket hög kvalitet. Samman- taget gör detta att kolvpumpen utmärkes av làg tillförlitlig- relativt litet format, högt pris; het, hög iverkningsgrad, relativt stora flödespulsationer och små vibrationer.

Lamellpumpar bygger pà en rotor som är försedd med ett antal lameller. Rotorn placeras dä i. en cirkulär kammare som är försedd med en lämpligt placerad inlopps- och utloppskanal, och vid rotorns rotation kan då ett pulserande flöde alstras.

Pumpens funktion bygger pà att lamellerna under rotationen tätar mot kammarens väggar, och i detta ligger också denna pumptyps största svaghet, dà lamellerna slits på grund av friktionen mot kammarväggen. Pumptypen har dock fördelen att kunna generera flöden med mindre pulsationer än de tvà tidi- gare nämnda pumptyperna. Lamellpumpen utmärkes av làg till- förlitlighet, högverkningsgrad, relativt litet format, pris, smà flödespulsationer och smà vibrationer.

Det är ett ändamàl med föreliggande uppfinning att åstadkomma en pump som förenar de goda egenskaperna hos de ovan beskriv- na pumptyperna utan att belastas med de nackdelar som de är förbundna med.

G \.ANSOKN98\930 I 6555 lndoc, 200 l -07- 19 högt' 10 15 20 25 30 515 881' Ovannämnda ändamàl med uppfinningen uppnàs med en membranpump i enlighet med uppfinningen, vilken pump innefattar ett pump- hus med tillopp och frànlopp för den fluid som ska pumpas, skiljevägg avgränsande varvid pumphuset innefattar en kamrar bildade pà vardera sidan av skiljeväggen, och vilka tvà kamrar är tillslutna av varsitt membran förbundet med en elektrisk spole för alstrande av en oscillation av membranet i samverkan med en magnetenhet och för pumpning av fluiden.

Med en membranpump enligt uppfinningen med delar som rör sig kring ett symmetriplan erhàlles en pump som får ytterst làga vibrationer, och härigenom kan speciella vibrationsdämpare undvaras, vilket medför lägre kostnad och dessutom mindre utrymmesbehov.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i form av ett icke be- gränsande utföringsexempel, àskàdliggjort pä de bifogade ritningsfigurerna, där Fig. 1 visar en perspektivvy av en membranpump enligt uppfinningen, Fig. 2 samma membranpump i en sprängvy visande de väsentligaste delarna hos membranpum- 3 en perspektivvy av pump- pen enligt uppfinningen, och Fig. huset hos membranpumpen enligt uppfinningen integrerat med en fästenhet.

Membranpumpen enligt uppfinningen sàsom visad i Fig. dubbelverkande membranpump, som är fastsatt pà en fästenhet l. Membranpumpen har kring ett mittplan A - A lika uppbygg- nad, fast spegelvänd, av sina tvà delar som var för sig i princip är en självständig membranpump. sàsom framgår av Centralt beläget i membranpumpen finns, sprängvyn i Fig. 2, ett pumphus 2. Till detta pumphus finns anslutningar för bàde tillopps- och frànloppsledningar. Pump- G RANSOKNQSVQKOIbSSE ll* d0c_ 2001-0749 två l är en' 10 15 20 25 30 515 881 huset 2 är anordnat att sättas fast i fästenheten 1, och därmed fästa hela membranpumpen vid denna.

Pumphuset 2 innefattar tvà kamrar 3, bildade pà ömse sidor av' en nællanliggande skiljevägg 4. I denna skiljevägg 4 finns dels en tilloppskanal, som sträcker sig parallellt med skil- jeväggen 4 ut till bottnen av pumphuset 2 och som mynnar i en tväröppning 5 ansluten till den ena kammaren 3. Vid tväröpp- ningen 5 är ocksà anordnat en större radiell urtagning 6, för Genom att kunna placera en backventil i denna urtagning. skiljeväggen -4 gär' också en tvärkanal 7, soul förbinder' de båda kamrarna 3 med varandra. Utgående fràn denna tvärkanal 7 gär en frànloppsledning 8, som förlöper inuti skiljeväggen 4 och mynnar vid bottnen av pumphuset 2, via fästenheten l till den brukare som ska matas av pumpen.

Vid bottnen av pumphuset 2 finns vid mynningen av frànlopps- ledningen 8 en radiell urtagning (icke visad) motsvarande den radiella urtagningen 6 vid tilloppsledningens tväröppning 5, med utrymme för att även i denna urtagning kunna placera en backventil.

I Fig. 2 är schematiskt vid hänvisningssiffran 18 antytt delar som kan bilda en enkel backventil för användning i pumphuset hos membranpumpen enligt uppfinningen.

Till de båda kamrarna 3 pà pumphuset 2 är vardera anslutet ett membran 9. Detta membran 9 är lämpligen utformat som en kàpa, som kan sättas fast över cylindriska ytterväggar 10 hos pumphuset 2, för att mellan membran 9, skiljevägg 4 och yt- terväggen 10 bilda slutna kamrar 3. Membranet 9 uppvisar pà sin mot skiljeväggen. 4 belägna' yta, axiellt i mitten, en öppning, för att genom denna kunna förbinda en axel ll och en med spole 12 pà utsidan av membranet 9 (sett frän kammaren) G1ANSOKN98\980l65SElrdoc.200l-07~l9 för vidare anslutning, 10 15 20 25 30 515 881 en ringformig bricka pà insidan av næmbranet. Förbindningen mellan brickan och spolen 12/axeln 11 är sådan att membranet blir tätt vid öppningen. Spolen 12 är lämpligen en enkel och lätt talspole. Membranet 9, axeln 11, bildar en membranenhet, som är den enda del av membranpumpen som är rörlig.

För membranenhetens rörelse, oscillering, är anordnat en magnetenhet för att påverka spolen 12 och därmed hela mem- branenheten att röra sig. Denna magnetenhet innefattar en kopp 14, som omger en permanentmagnet 15 och en platta 16, med ett cirkulärt mellanrum bildat mellan plattan. 16 och koppen 14. I detta cirkulära mellanrum kan en kraftig fält- gradient utbildas. med ett centralt axiellt genomgående hål, och lagringar 17 är anordnade vid ändarna av det genomgående hålet i membranenhe- ten för att kunna styra axeln 11, vid dess axiella rörelse när membranet bringas att röra sig.

När membranpumpen i sin helhet år monterad utgör fästplattan 1 stommen, som ansluts till den övriga utrustningen, och som också är försedd med anslutningar för till- och frånlopp. Vid med en fästenheten 1 är då pumphuset 2 fastsatt i nütten, membranenhet 9, 11, 12 liksom en magnetenhet 14, 15, 16 på vardera sidan om pumphuset. fastsatta i fästenheten 1, och i det monterade läget är mem- branenhetens spole 12 till en del inskjutande i det cirkulära mellanrummet mellan platta 16 och kopp 14 i resp. magneten- het. Axeln 11 är då också belägen i det genomgående hålet i magnetenheten. oscillera, är det När membranenheten bringas att röra sig, således enbart denna, och då bestående av membranet 9, axeln G '\.ANSOKN98\980!65SE lrdoc. 2001-0740 spolen 12 och brickan' Membranenhetens delar 14-16 är försedda Magnetenheterna 14-16 är också' 10 15 20 25 30 515 881 ll, spolen 12 och brickan, som rör sig, vilket gör att den rörliga massan i pumpen är mycket liten, och därmed blir vibrationerna små. som rör sig motriktat varandra kring ett symmetriplan reduce- ras risken för vibrationer ytterligare. Riktningen på mass- förflyttningen blir dessutom enbart i en axelriktning, vilket gör att vibrationerna blir så små att speciella vibrations- dämpare kan. undvaras helt och. hållet. Verkningsgraderl blir också högre, jämfört med en traditionell membranpump. Genom utformningen av membranenheterna på det ovan beskrivna sättet ”dra” och Utformningen av fås membranen att både "trycka". membranenheterna i. enlighet med. uppfinningen. gör' också att det blir lättare att optimera den svängande kretsen.

De förbättrade optimeringsmöjligheterna tillåter att sväng- ningskretsens resonansfrekvens kan väljas tämligen godtyck- ligt och att pumpens karaktäristik kan styras inom vida grän- (t.ex. ser. Genom att välja en relativt hög resonansfrekvens Genon1 att vidare 100 Hz) nöjliggörs små flödesvariationer. välja en relativt flack effektivitetskurva kring resonansfre- kvensen, lågt Q-värde, möjliggörs stabila och enhetsoberoende prestanda, vilket är av stor fördel då vid traditionella membranpumpar ett vanligt problem är att olika exemplar har kraftigt varierande prestanda beroende på olika resonansfre-. kvenser.

Den symmetriskt utformade pumpen möjliggör ett nära nog kon- stant masscentrum oberoende av belastning, vilket i kombina- tion med att oscillationerna enbart sker j. en axelriktning gör att vibrationerna hos en. pump enligt uppfinningen. har att vibrationsdämpare kan kunnat speciella nedbringas så undvikas helt, som nämnts tidigare. Av dessa skäl kan pumpen göras mindre, enklare och billigare.

G 1ANSOKN9B\980l65SE u' doc. 2001 -07~19 Då pumpen dessutom har två membranenheter' 515 881 Som nämnts inledningsvis har membranpumpen enligt uppfinning- en tagits fram för att lösa ett speciellt behov inom medi- cinsk gasanalys, men membranpumpen kan givetvis även användas inom andra områden där motsvarande krav på pumpen ställs.

G RANSOKNQBVJBOIGSSE u' doc. 20010749

Claims (7)

10 15 20 25 30 515 881 Patentkrav

1. l. Membranpump innefattande ett pumphus med tillopp och från- lopp för den fluid som ska pumpas, k ä n n e t e c k - n a d av att pumphuset (2) innefattar en skiljevägg (4) avgränsande två kamrar (3) bildade på vardera sidan av skil- och vilka två kamrar är tillslutna av varsitt mem- (12) jeväggen, bran (9) förbundet med en elektrisk spole för alstrande av en oscillation av membranet i samverkan med en magnetenhet (14-16) och för pumpning av fluiden.

2. Membranpump enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att skiljeväggen (4) ligger i ett symmetriplan i pumphuset (2), med kamrar (3), membran (9) och magnetenhet (14-16) anordnade symmetriskt kring skiljeväggen (4).

3. Membranpump enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att skiljeväggen (4) innefattar tillopps- och från- loppsledningar (5, 8) för fluiden till kamrarna (3).

4. Membranpump enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att de båda kamrarna (3) i pump- huset (2) är förbundna med varandra via en tvärkanal (7).

5. Membranpump enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att magnetenheten innefattar en permanentmagnet (15).

6. Membranpump enligt krav 1 och 5, k ä n n e t e c k - n a d av att permanentmagneten (15) är anordnad att påverka spolen (12) för åstadkommande av dess oscillation. G'\ANSOKN98\980165se nya kramdoc. 2000-0241 515 881'

7. Membranpump enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att pumphuset (2) med membran (9) och magnetenhet (14-16) är monterade på en gemensam fäst- enhet (1), innehållande anslutningar för till- och frånlopps- ledningar till pumpen. G:\ANSOKN9B\980l6Sse nya krav doc, 2000-02-1 I