DE10035339A1 - Röhrenpumpe mit flexibler Röhrenmembran - Google Patents

Abstract

Eine Röhrenmembranpumpe weist einen Pumpenkopf und einen elektromagnetischen Antrieb auf. Der Pumpenkopf schließt einen Zylinder, welcher einen darin ausgeformten zylindrischen Raum aufweist, und eine zylindrische flexible Röhre ein, welche koaxial innerhalb des zylindrischen Raums des Zylinders angeordnet ist. Der äußere Raum zwischen der Röhre und dem Zylinder definiert einen Betätigungsfluidraum, der mit Betätigungsfluid zu füllen ist, und der innere Raum innerhalb der Röhre definiert eine Pumpenkammer zum Fördern eines Objektfluids. Der Pumpenkopf schließt auch ein Einlaßventil, das an einem Endabschnitt der flexiblen Röhre angebracht ist, und ein Auslaßventil ein, das an dem anderen Endabschnitt der flexiblen Röhre angebracht ist. Der elektromagnetische Antrieb schließt einen Kolben, der hin und her bewegbar in axialer Richtung angeordnet ist, einen Elektromagnet zum periodischen Anziehen des Kolbens, um ihn hin und her in axialer Richtung anzutreiben, und eine Membran ein. Die Membran ist an dem oberen Abschnitt des Kolbens angebracht und weist eine Oberfläche auf, die an den Betätigungsfluidraum des Pumpenkopfs anliegt, zum Absorbieren und Auslassen des Betätigungsfluids in und aus dem Betätigungsfluidraum in Antwort auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röhrenpumpe, welche eine flexible Röh­ renmembran verwendet und zum Fördern von schlammiger Lösung und derglei­ chen geeignet ist.

Eine Röhrenpumpe mit einer flexiblen Röhre ist als eine Pumpe bekannt gewesen, welche für das Fördern von Flüssigkeit geeignet ist. Solch eine Röhrenpumpe weist eine Struktur auf, welche eine Außenseite und eine Innenseite einer flexi­ blen Röhrenmembran jeweils als einen Betätigungsfluid-Raum und eine Pumpen­ kammer definiert und welche ein Einlaßventil an einem Endabschnitt der flexiblen Röhrenmembran und ein Auslaßventil an dem anderen Endabschnitt davon ange­ ordnet aufweist. Wenn ein Betätigungsfluid dem Betätigungsfluid-Raum peri­ odisch zugeführt wird, um die flexible Röhre in der radialen Richtung auszudeh­ nen und zusammenzuziehen, wird ein Objektfluid (ein zu förderndes Fluid) durch die Wiederholung von Ansaugen und Ausströmen des Objektfluids in und aus der Pumpenkammer gefördert. Die Röhrenpumpe fördert ein Fluid durch Expandieren und Kontrahieren der gesamten Seitenwand der flexiblen Röhre in der radialen Richtung. Daher kann sie eine größere Liquidförderfähigkeit mit einer geringeren Größe erzielen als eine herkömmliche Membranpumpe. Zusätzlich kann, anders als bei der herkömmlichen Membranpumpe, da die Pumpenkammer in der Röh­ renpumpe zylindrisch ist, das Objektfluid geradlinig gefördert werden. Als Ergeb­ nis weist die Röhrenpumpe keinen Teil auf, welcher die Objektlösung verbleiben läßt, wodurch sie zur Förderung einer schlammigen Lösung geeignet ist.

Ein herkömmliches Antriebssystem hat jedoch eine Beschränkung, die Liquidför­ derfähigkeit der Röhrenpumpe weiter zu steigern. In einer herkömmlichen Röh­ renpumpe wird eine Kurbelwelle durch einen Motor so angeAntrieben, daß er einen Kolben hin- und herbewegt, welcher mit der Kurbelwelle verbunden ist. Diese Bewegung ermöglicht es, daß Öl in eine Ölhydraulikkammer eingeführt und davon abgezogen wird. Das Einführen und Abziehen des Öls deformiert die Membran, welche wiederum die flexible Röhre durch ein Druckübertragungsme­ dium, welches zwischen der Membran und der flexiblen Röhre zwischengeordnet ist, deformiert. Daher würde ein Hub und Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens die Liquidförderfähigkeit der Röhrenpumpe beschränken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Röhrenpumpe vorzusehen, welche kleiner und herausragender in ihrer Liquidförderfähigkeit ist als diejenigen des Standes der Technik.

Die vorliegende Erfindung ist vorgesehen mit einer Röhrenpumpe, welche einen Pumpenkopf und einen elektromagnetischen Antrieb zum Antreiben des Pumpen­ kopfes aufweist. Der Pumpenkopf schließt einen Zylinder, welcher einen darin ausgeformten säulenartigen Raum aufweist, und eine zylindrische flexible Röhre ein, welche koaxial in dem säulenförmigen Raum des Zylinders angeordnet ist. Der äußere Raum zwischen der Röhre und dem Zylinder definiert einen Betäti­ gungsfluid-Raum, zum Befüllen mit einem Betätigungsfluid, und der innere Raum in der Röhre definiert eine Pumpenkammer zum Fördern eines Objektfluids. Der Pumpenkopf schließt auch ein Einlaßventil, das an einem Endabschnitt der flexi­ blen Röhre angebracht ist, und ein Auslaßventil ein, das an dem anderen Endab­ schnitt der flexiblen Röhre angebracht ist. Der elektromagnetische Antrieb schließt einen Kolben, der in der axialen Richtung hin- und herbewegbar ange­ ordnet ist, einen Elektromagnet zum periodischen Anziehen des Kolbens, um ihn in axialer Richtung hin und her anzutreiben, und eine Membran ein. Die Membran ist an dem oberen Abschnitt des Kolbens angebracht und liegt an dem Betäti­ gungsfluid-Raum zum Aufnehmen und Ablassen des Betätigungsfluids in und aus dem Betätigungsfluid-Raum in Antwort auf die Hin- und Herbewegung des Kol­ bens an.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Kolben mit der Membran verbunden, welche an dem Betätigungsfluid-Raum außerhalb der flexiblen Röhre anliegt, und der Kolben wird durch den Elektromagnet hin und her angeAntrieben. Demgemäß kann die Antriebsgeschwindigkeit stark gesteigert werden, verglichen mit dem Ölhydraulikverfahren, welches die Kurbelwelle und den Kolben verwendet. Als Ergebnis ist es möglich, die Flußgeschwindigkeit des Objektfluids, welches durch die flexible Röhrenmembran durchtritt, zu erhöhen, und den Effekt zu verbessern, welcher den Schlamm am Verbleiben hindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der Zylinder und die flexible Röhre miteinander gekoppelt sein, um eine Zylin­ dereinheit zu bilden. Der Pumpenkopf schließt einen Pumpenkopfkörper ein. Der Körper weist einen zylindrischen Raum, um die Zylindereinheit darin aufzuneh­ men, und eine Betätigungsfluidkammer auf, welche mit dem zylindrischen Raum verbunden ist, an dem eine Oberfläche der Membran des elektromagnetischen Antriebs anliegt. Die Zylindereinheit ist entfernbar an dem Pumpenkopfkörper in einer liquiddichten Art angebracht.

Gemäß der obigen Konfiguration kann die Zylindereinheit frei vom Pumpenkopf­ körper entfernt werden. Daher kann Wartung und Inspektion der flexiblen Röhre und Ersetzen einer beschädigten flexiblen Röhre leicht durchgeführt werden.

Zusätzlich kann, wenn zumindest eines der Einlaß- und Auslaßventile in den inne­ ren Räumen in der Nähe der beiden Endabschnitte der flexiblen Röhre angeordnet ist, eine Gesamtkapazität der Pumpenkammer verringert werden. Demgemäß kann die Pumpenkammerkapazität gegen die Auslaßkapazität verringert werden und eine Kompressibilität einer Pumpe kann erhöht werden. Ferner wirken, da die Einlaß- und Auslaßventile in den inneren Räumen in der Nähe der beiden Endab­ schnitte der flexiblen Röhrenmembran angeordnet sind, diese kaum auf die De­ formation der flexiblen Röhre ein.

Andere Merkmale und Vorteil der Erfindung werden aus der folgenden Beschrei­ bung und den bevorzugten Ausführungsformen davon deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden aus der folgen­ den detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen, in welchen:

Fig. 1 eine externe Seitenansicht einer Röhrenpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Pumpenkopfes der Pumpe ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Antriebs der Pumpe ist;

Fig. 4A und 4B allgemeine schräge Ansichten einer Zylindereinheit der Pumpe sind;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Röhrenpumpenkopfes in einer Röhren­ pumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung ist; und

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Röhrenpumpenkopfes in einer Röhren­ pumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Röhrenpumpe dieser Ausführungsform einen Pumpenkopf 1, welcher eine flexible Röhre darin enthält, einen elektromagneti­ schen Antrieb 2 zum Antreiben des Kopfes und eine Steuereinheit 3 zum Steuern des Antriebs 2.

Fig. 2 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht des Pumpenkopfes 1. Der Pum­ penkopf 1 umfaßt einen Pumpenkopfkörper 10, eine Zylindereinheit 20, eine Einlaßventileinheit 30 und eine Auslaßventileinheit 40. Der Pumpenkopfkörper 10 weist einen zylindrischen Raum 11 auf, der in dem zentralen Teilabschnitt da­ von ausgebildet ist und sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Die Zylinderein­ heit 20 ist zylindrisch und entfernbar in dem zylindrischen Raum 11 des Pumpen­ kopfkörpers 10 angeordnet. Die Einlaßventileinheit 30 ist am unteren Endab­ schnitt des Pumpenkopfkörpers 10 angebracht, so daß sie mit dem unteren Endab­ schnitt der Zylindereinheit 20 eine Verbindung eingehen kann. Die Auslaßventi­ leinheit 40 ist am oberen Endabschnitt des Pumpenkopfkörpers 10 angebracht, so daß sie mit dem oberen Endabschnitt der Zylindereinheit 20 eine Verbindung ei­ gehen kann.

Eine Vertiefung 13 ist in einer Seitenwand des Pumpenkopfkörpers 10 gebildet, nahe zum elektromagnetischen Antrieb 2. Sie weist eine analoge Form zu derjeni­ gen einer Membran 52 in dem elektromagnetischen Antrieb 2 auf, die später zu beschreiben ist. Die Vertiefung 13 bildet eine Betätigungsfluidkammer 12 in Ver­ bindung mit der Membran 52. In der Seitenwand, welche die Vertiefung 13 auf­ weist, ist eine regelmäßige Anordnung von drei Betätigungsfluidwegen 14a, 14b und 14c in der longitudinalen Richtung ausgebildet, um den zylindrischen Raum 11 mit der Betätigungsfluidkammer 12 zu verbinden. In der gegenüberliegenden Seitenwand des Pumpenkopfkörpers 10 entfernt von dem elektromagnetischen Antrieb 2 befinden sich ein Betätigungsfluideinlaß 15 und ein Luftauslaß 16, wel­ che jeweils gewöhnlich mit Stopfen 17 und 18 verschlossen sind.

Wie jeweils in der Querschnittsansicht von Fig. 2, der äußeren schrägen Ansicht der Fig. 4A und der teilweise auseinandergezogenen schrägen Ansicht der Fig. 4B gezeigt, umfaßt die Zylindereinheit 20 einen röhrenförmigen Zylinder 21, eine zylindrische flexible Röhre 22, welche koaxial in dem Zylinder 21 angeordnet ist, und Röhrenrückhalter 23a und 23b zum Befestigen beider Endabschnitte der fle­ xiblen Röhre 22 an dem Zylinder 21. Die flexible Röhrenmembran 22 ist so aus­ gebildet, daß sie einen äußeren Durchmesser kleiner als den inneren Durchmesser des Zylinders 21 aufweist, um so eine Pumpenkammer 24 innerhalb zu definieren und eine Betätigungsfluidkammer 25 außerhalb zu definieren. An beiden Endab­ schnitten der flexiblen Röhrenmembran 22 sind Flansche 221a und 221b ausge­ formt, welche sich nach außen in der radialen Richtung erstrecken und in Stufen eingreifen, welche in beiden Endabschnitten des Zylinders 21 ausgebildet sind. Die Röhrenrückhalter 23a und 23b weisen vorstehende obere Endabschnitte auf, welche ins Innere der Röhre 22 eingefügt sind, und scheibenartige Basisabschnit­ te, welche dazu benutzt werden, die Flansche 221a und 221b der Röhre 22 in Ver­ bindung mit den Stufen an beiden Endabschnitten des Zylinders 21 einzuklem­ men. O-Ringe 26a und 26b sind jeweils an den äußeren Kanten der scheibenarti­ gen Basisabschnitte angebracht. O-Ringe 27a und 27b sind auch jeweils an den Rändern in der Nähe der beiden Endabschnitte des Zylinders 21 angebracht. Diese O-Ringe erlauben es der Zylindereinheit 20, mit dem zylindrischen Raum 11 des Pumpenkopfes 10 und mit der Auslaßventileinheit 40 in liquiddichter Weise zu koppeln.

Der Zylinder 21 ist so festgelegt, daß er, mit Ausnahme der beiden Endabschnitte, den äußeren Durchmesser ausweist, der etwas geringer ist als der innere Durchmesser des zylindrischen Raumes 11 in dem Pumpenkopfkörper 10, so daß ein Raum für die Aufnahme eines Betätigungsfluids zwischen der inneren Oberfläche des zylindrischen Raums 11 und der äußeren Oberfläche des Zylinders 21 gebildet werden kann. Verbindungslöcher 211a, 211b und 211c sind in dem Zylinder 21 an Orten, welche den Betätigungsfluidwegen 14a-14c entsprechen, ausgebildet, um die Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders 21 her­ zustellen. Zusätzlich sind andere Verbindungslöcher 212a, 212b und 212c in dem Zylinder 21 an Orten ausgebildet, welche in der radialen Richtung den Verbin­ dungslöchern 211a, 211b und 211c entsprechen.

Die Einlaßventileinheit 30 umfaßt ein Einlaßventil 31, eine Verbindung 32 und eine Mutter 33. Das Einlaßventil 31 ist am unteren Endabschnitt des Pumpen­ kopfkörpers 10 vorgesehen, so daß es mit dem unteren Endabschnitt der Pumpen­ kammer 24 verbunden werden kann. Die Verbindung 32 stützt das Einlaßventil 31 und weist einen mit Gewinde versehenen Abschnitt auf, um an dem unteren En­ dabschnitt des Pumpenkopfkörpers 10 angebracht zu werden. Die Mutter 33 ist mit dem unteren Endabschnitt der Verbindung 32 verbunden und ist vorgesehen zur Verbindung eines Rohrs. Die Auslaßventileinheit 40 umfaßt eine Verbindung 41, ein Auslaßventil 42, eine andere Verbindung 43 und eine Mutter 44. Die Ver­ bindung 41 wird zum Befestigen am oberen Endabschnitt des Pumpenkopfkörpers 10 benutzt. Das Auslaßventil 42 ist zum Verbinden mit dem oberen Endabschnitt der Pumpenkammer 24 durch die Verbindung 41 vorgesehen. Die Verbindung 43 stützt das Einlaßventil 42 und ist an der Verbindung 41 angebracht. Die Mutter 44 ist mit dem oberen Endabschnitt der Verbindung 43 verbunden und wird zum Verbinden eines Rohrs benutzt.

Wie in dem Querschnitt in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der elektromagnetische Antrieb 2 einen Rahmen 50, welcher einen Sockel 51, einen stationären Teilabschnitt 60, der an dem Rahmen 50 fixiert ist, einen bewegbaren Teilabschnitt 70, der zum Bewegen realtiv zum stationären Teilabschnitts 60 in der Lage ist, und eine elek­ tromagnetische Spule 80 zum Antreiben des bewegbaren Teilabschnitts 70 mit einer elektromagnetischen Kraft. Eine Membran 52 ist an der Frontoberfläche des Rahmens 50 angebracht. Die Frontoberfläche des Rahmens 50 ist mit der Seite des Pumpenkopfkörpers 10 in solcher Art verbunden, daß die Membran 52 in der Vertiefung 13 des Pumpenkopfkörpers 10 aufgenommen ist, um so die Betäti­ gungsfluidkammer 12 zu bilden.

Die Membran 52 ist durch einen Membranträger 72 an dem oberen Endabschnitt des stangenartigen Kolbens 71 gekoppelt, der den bewegbaren Teilabschnitt 70 bildet. Der Kolben 71 wird über ein Gegenlager 62 in der zentralen Bohrung eines stationären Kerns 61 getragen, der sich aus dem stationären Teilabschnitt 60 zu­ sammensetzt, so daß er frei in der axialen Richtung bewegbar ist. Ein Kolbenkern 73 ist am hinteren Endabschnitt des Kolbens 71 fixiert. Der Kolbenkern 73 wird über ein Gegenlager 63 getragen, so daß er frei in der axialen Richtung bewegbar ist. Die Frontoberfläche des Kolbenkerns 73 steht der hinteren Oberfläche des stationären Kerns 61 über einen bestimmten Spalt dort dazwischen gegenüber. Eine innere umlaufende Nut ist in dem stationären Kern 61 am Zentrum nahe der hinteren Oberfläche davon ausgebildet. Eine Rückstellfeder 74 ist zwischen der inneren umlaufenden Nut und der Frontoberfläche des Kolbenkerns 73 aufge­ nommen, um den Kolben 71 über den Kolbenkern 73 normal nach hinten anzu­ treiben. Ein O-Ring 75 ist an der Frontoberfläche des Kolbenkerns 73 angebracht, um Stöße zu absorbieren. Dieser Kolben 71, Membranträger 72, Kolbenkern 73, Rückstellfeder 74 und O-Ring 75 bilden zusammen den bewegbaren Teilabschnitt 70.

Der stationäre Teilabschnitt 60 umfaßt den, stationären Kern 61 zum Tragen des Kolbens 71 und einen Spulenhalter 64, der vorgesehen ist, um sich über den sta­ tionären Kern 61 und den Kolbenkern 73 zu erstrecken, um sie zu umgeben. Die elektromagnetische Spule 80 ist an dem Spulenhalter 64 angebracht. Ein Knopf 53 zur Einstellung eines Hubs ist an dem hinteren Endabschnitt des Rahmens 50 vor­ gesehen, um eine Position des hinteren Endes des Kolbenkerns 73 durch Einstel­ len einer Position des Frontendes des Knopfes 53 zurück und vor zu regulieren.

Betriebsweisen der so konfigurierten Röhrenpumpe werden als nächstes beschrie­ ben werden.

Der Kolben 71 wird immer durch eine flexible Kraft der Rückstellfeder 74 nach hinten angeAntrieben. Wenn der elektromagnetischen Spule 80 in diesem Zustand Energie zugeführt wird, zieht der stationäre Kern 61 den Kolbenkern 73 an, um den Kolben 71 nach vorne vorzuziehen. Die Steuereinheit 3 kann eine Frequenz für die Energiezuführung der elektromagnetischen Spule 80 steuern, um eine Fre­ quenz für die Bewegung des Kolbens 71 zurück und vor zu steuern.

Wenn sich der Kolben 71 zurück- und vorbewegt, bewegt sich die Membran 52 zurück und vor. Somit wird Betätigungsfluid in der Beträtigungsfluidkammer 12 zur Peripherie der Röhre 22 durch die Betätigungsfluidwege 14a-14c und die Ver­ bindungslöcher 211a-211c des Zylinders 21 ausgestoßen. Entgegengesetzt wird das Betätigungsfluid an der Peripherie der Röhre 22 in die Betätigunsfluidkammer 12 absorbiert durch die Verbindungslöcher 211a bis 211c des Zylinders 21 und die Betätigungsfluidwege 14a bis 14c. Als Ergebnis expandiert und kontrahiert die Pumpenkammer 24 im Inneren der Röhre 22 mit der Antriebsfrequenz des elektromagnetischen Antriebs 2. In Antwort auf diese Operation wird das Objekt­ fluid von der Einlaßeinheit 30 in die Pumpenkammer 24 eingeführt und das Ob­ jektfluid im Innern der Pumpenkammer 24 wird nach außen durch die Auslaßein­ heit 40 ausgelassen.

Gemäß dieser Röhrenpumpe wird der Kolben 71, wenn der stationäre Kern 61 den Kolbenkern 73 mittels der elektromagnetischen Anziehungskraft des Elektroma­ gneten in dem elektromagnetischen Antrieb 2 anzieht, direkt angeAntrieben, und somit wird auch die Membran 52 am oberen Ende des Kolbens 71 in Verbindung mit dieser Bewegung angeAntrieben. Durch eine solche Operation kann eine Kurzhub-Anziehung in einer kurzen Zeitperiode erreicht werden, welche die elektromagnetische Anziehungskraft des Elektromagneten benutzt. Somit kann eine Beschleunigung für die Betätigung des Kolbens 71 vergrößert werden und eine Trägheitskraft, welche auf das Objektfluid aufgebracht wird, kann auch ver­ größert werden. Demgemäß kann die Flußgeschwindigkeit des Objektfluids in der Pumpenkammer stark erhöht werden, verglichen mit der konventionellen mo­ torangeAntriebenen Hin- und Herbewegungspumpe. Andererseits gibt es kein Teil, da sich der Transportweg für das Objektfluid in vertikaler Richtung geradli­ nig erstreckt, um der zu fördernden schlammigen Lösung Widerstand zu leisten. Zusätzlich ist der Effekt des Verhinders von Stehenbleiben der schlammigen Lö­ sung größer, als der einer herkömmlichen Membranpumpe, wenn eine momentane Flußgeschwindigkeit der schlammigen Lösung vergrößert wird. Somit ist es mög­ lich, eine Pumpe zu realisieren, welche kaum Schlamm zurückhält.

Zusätzlich kann gemäß dieser Röhrenpumpe die Zylindereinheit 20 leicht von dem Pumpenkopfkörper 10 entfernt werden. Dies kann durchgeführt werden durch Abschrauben und Entfernen der Auslaßventileinheit 40 von dem Pumpen­ kopfkörper 10, sodann Schrauben von männlichen Schrauben in weibliche mit Gewinde versehene Abschnitte, die in den zentralen Bohrungen 231a und 231b der oberen und unteren Röhrenrückhalter 23a und 23b (oder nur des oberen Röh­ renrückhalters 23a) der Zylindereinheit 20 ausgebildet sind, und Ziehen derselben nach oben, wie in Fig. 4 gezeigt. Dies gestattet es dem Benutzer Wartung durch­ zuführen, wenn er die Pumpenkammer reinigt, und die verbrauchte flexible Röhre zu ersetzen ohne die gesamten Liquidkontaktteilabschnitte in der Pumpe ausein­ anderzubauen.

Übrigens ist es, wenn eine geringe feste Menge einer schäumenden chemischen Lösung wie etwa Natriumhypochlorid und Hydracin, die leicht ein Gas aus der chemischen Lösung bilden würde, gefördert wird, eine Kompressibilität zu erhö­ hen, um eine Gasblockade zu vermeiden. Allgemein ist die Kompressibilität durch die folgende Gleichung repräsentiert:

C = VT/(VT - VE) = 1/(1 - VE/VT)

wobei C: Kompressibilität;
VT: Gesamtvolumen der Pumpenkammer; und
VE: Ausgestoßenes Volumen pro Hub.

Angenommen daß die ausgestoßene Kapazität (d. h. ausgelassene Menge) pro Hub unverändert ist, kann durch Festlegen der verringerten Gesamtkapazität der Pum­ penkammer, d. h. das Totvolumen in der Pumpenkammer ist so klein wie möglich, die Kompressibilität erhöht werden. Aus diesem Grund ist in der Technik die hin- und herbewegende Pumpe des Kolbentyps benutzt worden, welche die Pumpen­ kammer verkleinern kann. Diese Pumpe ist jedoch teuer und weist den Nachteil auf, daß durch die Dichtung des Kolbens Undichtheit nach außen auftritt.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Pumpenkopf 4 einer Röhrenpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, der in der Lage ist die Kompressibi­ lität unter Berücksichtigung eines solchen Problems zu erhöhen.

Ein Einlaßventil 124 ist vorgesehen in einer absorbierenden Öffnung in der Form von Dazwischenbringen in einem inneren Raum einer flexiblen Röhre 122, die in einem Zylinder 121 einer Zylindereinheit 120 angeordnet ist, aufgenommen im Inneren eines zylindrischen Raums 111 beim Zentrum eines Pumpenkopfkörpers 110. Das Einlaßventil 124 dient als Röhrenhalter am unteren Ende der Röhre 122. Ein anderer Röhrenrückhalter 123 am oberen Ende der Röhre 122 ist ähnlich zu dem in der vorhergehenden Ausführungsform. In einer Einlaßventileinheit 130 wird ein anderes Einlaßventil 131 durch eine Verbindung 132 getragen und ist in Serie mit einem Einlaßventil 124 angeordnet. In einer Auslaßeinheit 140 sind Auslaßventile 143 und 144 seriell zwischen Verbindungen 141 und 142 angeord­ net.

Diese Ausführungsform zielt darauf ab, ein Volumen einer Pumpenkammer 125 zu verringern, durch Ermöglichen, daß die flexible Röhre 122 das Einlaßventil 124 im Inneren der Einlaßöffnung enthält. Ein gepunkteter Teil zeigt die Pumpen­ kammer 125 in der Figur. Das Einlaßventil 124 beeinflußt die Deformation der Röhre 122 kaum, da es in den unteren Endabschnitt der Röhre 122 eingefügt ist. Obwohl das Einlaßventil 124 nur in der absorbierenden Seite dieser Ausführungs­ form aufgenommen ist, kann auch das Auslaßventil 143 in der auslassenden Seite der Röhre 122 aufgenommen sein. Abwechselnd können das Einlaßventil 124 und Auslaßventil 143 im Inneren der Röhre 122 in der Nähe der beiden Enden aufge­ nommen sein.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Pumpenkopf 5 einer Röhren­ pumpe gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.

Diese Ausführungsform ändert das Einlaßventil 124 und Auslaßventil 143 in der zweiten Ausführungsform in solche des Entenschnabelventiltyps. Ein Einlaßventil 123 des Entenschnabelventiltyps, welches integral mit der Röhre 122 ausgeformt ist, ist an der absorbierenden Seite im Inneren einer flexiblen Röhre 222 ausge­ formt, angeordnet in einem Zylinder 121 einer Zylindereinheit 222, die im Inneren eines zylindrischen Raumes 211 bei dem Zentrum eines Pumpenkopfkörpers 210 aufgenommen ist. Ein Auslaßventil 225 des Entenschnabelventiltyps ist zwischen einem Röhrenrückhalter 224 am oberen Ende der Röhre 222 und der Röhre 222 angebracht. Eine Einlaßventileinheit 230 schließt ein Einlaßventil 231 und eine Verbindung 232 ein, zum Befestigen des Einlaßventils an dem Pumpenkopfkörper 210. Eine Auslaßventileinheit 240 schließt ein Auslaßventil 241, eine Verbindung 242, zum Befestigen des Auslaßventils an dem Pumpenkopfkörper 210, und eine andere Verbindung 243 ein, zum Befestigen der Verbindung 242 an dem Auslaß­ ventil 241.

Diese Ausführungsform kann ein Volumen einer Pumpenkammer 226 ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen verringern und sie kann die Struktur vereinfachen durch eine integrale Ausformung des Einlaßventils 224 mit der fle­ xiblen Röhre 222.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Kolben mit der Membran verbunden, welche an den Betätigungsfluidraum außerhalb der flexiblen Röhre anliegt und der Kolben ist hin und herbewegend durch den Elektromagnet angetrieben. Dem­ gemäß kann eine Antriebsgeschwindigkeit stark erhöht werden, verglichen mit dem Ölhydraulikverfahren, welches die Kurbelwelle und Kolben verwendet. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Flußgeschwindigkeit des Objektfluids zu erhö­ hen, das durch die Kolbenmembran durchtritt, und den Schlamm am Verbleiben effektiv zu hindern.

Während die Ausführungsformen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung beschrieben wurden, werden dem Fachmann andere Ausführungsformen und Variationen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung deutlich sein. Daher soll die Erfindung nicht als auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt betrachtet sein, sondern vielmehr nur durch den Geist und den Umfang der angefügten Ansprüche beschränkt betrachtet werden.

Claims (7)

1. Röhrenpumpe, umfassend einen Pumpenkopf und einen Pumpenantrieb zum Antreiben des Pumpenkopfes, wobei der Pumpenkopf einschließt:
einen Zylinder, welcher einen darin ausgebildeten zylindrischen Raum aufweist;
eine zylindrische flexible Röhre, die koaxial in dem zylindrischen Raum des Zylinders angeordnet ist, wobei der äußere Raum zwischen der zylin­ drischen flexiblen Röhre und dem Zylinder einen Betätigungsfluidraum definiert, der mit einem Betätigungsfluid zu füllen ist, wobei der innere Raum in der zylindrischen flexiblen Röhre eine Pumpenkammer für das Fördern eines Objektfluids definiert;
ein Einlaßventil, das an einem Endabschnitt der zylindrischen flexiblen Röhre angebracht ist; und
ein Auslaßventil, das an dem anderen Endabschnitt der zylindrischen fle­ xiblen Röhre angebracht ist, und wobei der Pumpenantrieb ein elektromagentischer Antrieb ist, welcher einschließt:
einen Kolben, der hin und her bewegbar in axialer Richtung angeordnet ist;
einen Elektromagnet zum periodischen Anziehen des Kolbens, um ihn hin und her in der axialen Richtung anzutreiben; und
eine Membran, die an dem oberen Abschnitt des Kolbens angebracht ist und an den Betätigungsfluidraum anliegt zum Absorbieren und Auslassen des Betätigungsfluids in und aus dem Betätigungsfluidraum in Antwort auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens.

2. Röhrenpumpe gemäß Anspruch 1, wobei der Zylinder und die zylindrische flexible Röhre miteinander gekoppelt sind, um eine Zylindereinheit zu bil­ den, wobei die Zylindereinheit entfernbar an einem Pumpenkopfkörper, welcher einen zylindrischen Raum aufweist, in einer liquiddichten Weise angebracht ist.

3. Röhrenpumpe gemäß Anspruch 2, wobei die äußere Oberfläche des Pum­ penkopfkörpers eine darin ausgebildete Vertiefung aufweist, zum Bilden einer Betätigungsfluidkammer in Zusammenwirkung mit der oberen Ober­ fläche der Membran des elektromagnetischen Antriebs, welche an der Vertiefung anliegt.

4. Röhrenpumpe gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eines der Einlaß- und Auslaßventile in den inneren Räumen in der Nähe der beiden Endab­ schnitte der zylindrischen flexiblen Röhre angeordnet sind.

5. Röhrenpumpe gemäß Anspruch 1, wobei die Einlaß- und Auslaßventile Entenschnabeltypventile sind, welche integral mit der flexiblen Röhre aus­ gebildet sind, wobei zumindest eines der Ventile in den inneren Räumen in der Nähe der beiden Endabschnitte der zylindrischen flexiblen Röhre an­ geordnet ist.

6. Röhrenpumpe zum Fördern einer schlammigen Lösung, umfassend:
einen Pumpenkopfkörper, welcher einen ersten zylindrischen Raum darin ausgeformt aufweist und einen Betätigungsfluidweg, der durch eine Sei­ tenwand davon ausgebildet ist; einen Zylinder, der in dem ersten zylindri­ schen Raum des Pumpenkopfkörpers angeordnet ist, wobei der Zylinder einen zweiten zylindrischen Raum aufweist, der darin ausgebildet ist, und ein Verbindungsloch, das in einer Seitenwand ausgebildet ist, um den zweiten zylindrischen Raum mit dem Betätigungsfluidweg zu verbinden;
eine flexible Röhre, die koaxial innerhalb des zweiten zylindrischen Raums des Zylinders angeordnet ist, wobei der äußere Raum zwischen der flexiblen Röhre und dem Zylinder einen Betätigungsfluidraum definiert, der mit einem Betätigungsfluid zu füllen ist, wobei der innere Raum in der flexiblen Röhre eine Pumpenkammer zum Fördern einer schlammigen Lö­ sung definiert;
ein Einlaßventil, das an einem Endabschnitt der flexiblen Röhre ange­ bracht ist;
ein Auslaßventil, das an dem anderen Endabschnitt der flexiblen Röhre angebracht ist, und
einen elektromagnetischen Antrieb, der mit dem Pumpenkopfkörper ver­ bunden ist, wobei der elektromagnetische Antrieb einschließt:
einen Kolben, der hin und her bewegbar in einer Richtung senkrecht zu dem Zylinder angeordnet ist;
einen Elektromagnet zum periodischen Anziehen des Kolbens, um ihn hin und her anzutreiben; und eine Membran, die an dem oberen Abschnitt des Kolbens angebracht ist und an den Betätigungsfluidraum anliegt, zum Ab­ sorbieren und Auslassen des Betätigungsfluids in und aus dem Betäti­ gungsraum in Antwort auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens.

7. Röhrenpumpe gemäß Anspruch 6, wobei der Zylinder und die flexible Röhre miteinander gekoppelt sind, um eine Zylindereinheit zu bilden, wo­ bei die Zylindereinheit entfernbar an dem Pumpenkopkörper in liquid­ dichtem Zustand angebracht ist.