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Ventillose Schwingkolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine ventillose
Schwingkolbenpumpe für Zimmerfontänen, Zerstäuber u. dgl. mit elektromagnetischem
Antrieb durch Einwirkung von überlagerten Gleich- und Wechselfeldern auf den inagnetisierbaren,
mindestens einen Durchtrittskanal aufweisenden oder freilassenden Schwingkolben.
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Es sind ibereits Schwingkolbenpumpen mit einer im Kolben vorhandenen
kegelförmigen Bohrung bekannt. Bei diesen bekannten Ausführungen hat die am Schwingkolben
befindliche Kegelbohrung Ventilfunktion und ist beidseitig von Flüssigkeit umgeben.
Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, große Förderhöhen zu erzielen. Es wurde
nun bei der vorliegenden Erfindung erkannt, daß dadurch Abhilfe zu schaffen ist,
wenn man das Ventilorgan an das Ende des Systems .verlegt und in den flüssigkeitsfreien
Raum münden läßt. Bei den bekannten Pumpen entsteht ein kontinuierlicher Wasserstrom,
-die Schwingbewegung der Flüssigkeit ist nicht von Bedeutung. Bei der Erfindung
hingegen ist die Schwingbewegung des Wassers Voraussetzung.
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Die ferner bekannten Rückströmndrosselnhaben mit dem Gegenstand vorliegender
Erfindung nichts gemein, da diese auf einem anderen Prinzip beruhen. Es ist dort
das Ventilorgan beidseitig vom .gleichen Medium umgaben, oder es .beruht dabei die
Ventilwirkung auf der Volumensänderung des durchströmenden Mediums.
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Eine andere bekanntgewordene Konstruktion zeigt eine stromlinienförmig
verengte Ausstoßdüse, die in einen flüssigkeitsfreien Raum mündet, wobei jedoch
der Kolben als Düse ausgebildet ist. Es handelt sich somit um eine schwingende Düse
zum Unterschied von der vorliegenden Erfindung, wo die Düse feststehend angeordnet
ist. Diese bekannte Konstruktion verlangt eine exakte Einstellung der Höhe der Düsenspitze
zur Höhe des Wasserspiegels. Dieser Nachteil wird bei der erfindungsgemäßen Pumpe
vermieden, da diese die Verwendung eines Kolbens offen läßt, welcher infolge seiner
Förderwirkung Idas Flüssigkeitsniveau bis zur Düsenspitze zu heben vermag.
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Die Erfindung liegt vor allem in der Vereinigung eines an sich bekannten
Schwingkolbens mit einer Ausstoßdüse, wobei die Ausstoß.düsein der Lage ist, die
vom Kolben erzeugte Flüssigkeitsschwingung gleichzurichten. Die Erfindung ist nun
im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, .daß der Pumpenzylinder aus einem kurzen
Rohr besteht, das über mindestens eine an sich bekannte stromlinienförmig verengte
Ausstoßdüse in einen flüssigkeitsfreien Raum mündet, wobei die Ausstoßdüse @bzw.
die Ausstoßdüsen die vom Schwingkolben angeregte Flüssigkeitsschwingung gleichrichten.
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Der Zylinder ist durch ein kurzes magnetisch und vorzugsweise auch
elektrisch indifferentes Rohrstück gebildet, welches unmittelbar in der erwähnten
Ausstoßdüse endet. Die geringe, in .dem Zylinder eingeschlossene Flüssigkeitsmenge
vermag durch den durchbohrten Kolben in kräftige Schwingung versetzt zu werden.
Vorteilhaft wird der Durchtrittskanal des Schwingkolbens kegelförmig ausgeführt.
Eine kegelförmige- Bohrung im Kolben ist zwar zweckmäßig, jedoch .i8t-sie in keiner
Weise erforderlich, wie Versuche an Pumpen ergeben haben, bei welchen der Kolben
verkehrt eingesetzt worden ist, so daß eine Umkehr der Förderrrichtung zu erwarten
war. Eine Umkehr der Förderrichtung trat jedoch nicht ein, es ist vielmehr auf Grund
der fast gleichbleibenden Förderhöhe zu erkennen, @daß der Effekt praktisch ausschließlich
von der Ausstoßdüse bestritten wird. Ein zusätzlicher Richteffekt durch eine kegelförmige
Ausbildung der Bohrung im Schwingkolben ist durchaus vorteilhaft, jedoch nicht Voraussetzung
für ,die richtige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Pumpe.
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Als vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung wird ein speziell ausgebildeter
Kolben beansprucht, der aus einem beiderseits offenen Zylinder aus rostbeständigem
Stahlblech besteht, der eine Kunststoffhülse mit vorzugsweise kegelförmiger Bohrung
einschließt, wobei die Hülse auf einer Seite aus dem Stahlblechzylinder herausragt
und .anschließend an diesen einen als Kolbendichtung fungierenden Wulst trägt.
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Der Erfindungsgegenstand wird unter Hinweis auf die Zeichnung eingehend
beschrieben. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Antriebssystem für eine Pumpe im
Aufriß, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen entsprechenden Seitenriß, Fig. 3 das
Antriebssystem im Grundriß,
Fig.4 und 5 schematische Darstellungen
von Antriebssystemen mit zwei Dauermagneten, Fig. 6 ein Antriebssystem mit einem
Dauermagneten, Ti-, 7 schematische Darstellungen einer- praktischen Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes.
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Fig.1 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform des Antriebssystems für
eine Pumpe gemäß der Erfindung. Ein Schwingkolben 11 a besteht aus einem 1ieiderseits
offenen Zylinder aus rostbeständigem Stahlblech 12, der ein&Kunststoffhülse
13 einschließt, welche eine kegelförmige Bohrring 20 aufweist und an einer Seite
aus dem Stahlblechzylinder 12 herausragt und anschließend an -diesen einen als Kolbendichtung
fungierenden Wulst 30- aufweist. Der Kolben 11 a schwingt in dem aus einem magnetisch
und vorzugsweise elektrisch indifferenten Material bestehenden Zylinder 14. Der
Zylinder 14 ist umgeben von den durchbohrten äüfereil Pölscbuhen 15 und dem inneren
Polschuh 16, welche die gleichfalls den Zylinder 14 umgebenden Spulenkörper
17 mit deren Wicklungen 18 sowie auch die beiden Magnete 19 einschließen.
_ Fig.4 zeigt schematisch die Anordnung- zweier im gleichen Sinne polarisierter
Magnete21 und im Gegensinn geschalteter Spulen 22. Im Zylinder 14 ist der Schwingkolben
11 angedeutet.
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Fig. 5 zeigt die Anordnung zweier im gleichen Wicklungssinn geschalteter
Spulen 18 und entgegengesetzt polarisierter Magnete 19. Diese Anordnung ergibt
den gleichen Effekt wie, das in Fig. 4gezeigte Beispiel.
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Fig. 6 zeigt, daß bei Anordnung zweier gegensinnig geschalteter Spulen
22 und eines scheibenförmigen Hilfspolschuhes 24 zwischen .den Spulen 22 die Anordnung
nur eines Dauermagneten 23 genügt.
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Fig. 7 zeigt den Erfindungsgegenstand in einer Ausführungsform, wie
sie für Zimmerfontänen zweckmäßig ist. Ein U-förmig gebogenes kurzes Rohrstück 26,
das über seine stromlinienförmig verengte Ausstoßdüse in den flüssigkeitsfreien
Raum mündet, ist unter dem Boden 25 bzw. durch den Boden 25 eines Wasserbehälters
montiert. Der Schwingkolben 11 b weist in 'setlem Verschluß 28 einen Durchtrittskanal
29 auf. Das Antriebssystem ist in der bereits beschriebenen Weise ausgeführt. Die
in dem kurzen Rohrstück 26 eingeschlossene Flüssigkeitssäule wird ,durch den Schwingkolben
11 b in kräftige Schwingung versetzt. Die Gleichrichtung ,des Flüssigkeitsstromes
findet in .der in den flüssigkeitsfreien Raum mündenden stromlinienförmig verengten
Ausstoßdüse 27 statt.