DE1106026B

DE1106026B - Small diaphragm air pump with synchronous motor drive for measuring purposes, especially for electrical psychrometers

Info

Publication number: DE1106026B
Application number: DEL25818A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Baum
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1956-09-14
Filing date: 1956-09-24
Publication date: 1961-05-04

Description

Membran-Kleinluftpumpe mit Synchronmotorantrieb für Meßzwecke, insbesondere für elektrische Psychrometer Bei Meßgeräten, durch welche ein strömungsfähiges Medium kontinuierlich hindurchgeführt wird, ist es zur Erzielung genauer und unverfälschter Meßergebnisse erforderlich, daß die Strömung des geförderten Mediums mit sehr hoher Konstanz vor sich geht. So benötigen beispielsweise Psychrometer zur exakten Messung der Feuchttemperatur zwecks Regulierung oder Konstanthaltung der Luftfeuchtigkeit des überwachten Raumes einen möglichst konstanten Meßluftstrom. Bekannterweise wird dieser Luftstrom mittels eines Ventilators oder einer Membranpumpe erzeugt.Small diaphragm air pump with synchronous motor drive for measuring purposes, in particular for electrical psychrometers For measuring devices through which a fluid capable of flowing is passed through continuously, it is more accurate and unadulterated to achieve it Measurement results required that the flow of the pumped medium with very high Constancy is going on. For example, you need psychrometers for precise measurement the wet temperature for the purpose of regulating or keeping the air humidity constant the monitored room a constant flow of measuring air as possible. As is known this air flow is generated by means of a fan or a diaphragm pump.

Ein Ventilator kann vorteilhafterweise durch einen Synchronmotor angetrieben werden und dadurch einen hinreichend konstanten Luftstrom erzeugen, weist aber die Schwierigkeit auf, daß der erreichbare Luftdruck relativ gering ist und bei Psychrometern mit relativ hohem Strömungswiderstand nicht ausreicht. Demgegenüber kann eine Membranpumpe relativ hohen Druck erzeugen.A fan can advantageously be driven by a synchronous motor and thereby generate a sufficiently constant air flow, but the Difficulty that the achievable air pressure is relatively low and with psychrometers with a relatively high flow resistance is not sufficient. In contrast, a diaphragm pump generate relatively high pressure.

Da jedoch bei für Meßzwecke verwendeten Membran-Kleinluftpumpen die Membran in bekannter Weise durch einen Elektromagneten in Schwingung versetzt wird und mit der doppelten Netzfrequenz schwingt, ist die Amplitude der Membranschwingung und somit die geförderte Luftmenge von der Netzspannung abhängig und weist daher nicht die erforderliche Konstanz auf. Außerdem bewirkt der elektromagnetische Antrieb der Memhran einen unerwünschten Brummton.However, since the small diaphragm pumps used for measuring purposes The membrane is made to vibrate in a known manner by an electromagnet and oscillates with twice the network frequency, is the amplitude of the membrane oscillation and thus the amount of air delivered depends on the mains voltage and therefore has does not have the required constancy. In addition, the electromagnetic drive works the Memhran made an undesirable humming sound.

Die Erfindung vermeidet die genannten Schwierigkeiten. Sie betrifft eine Mernbran-Kleinluftpumpe mit Synchronmotorantrieb für Meßzwecke, insbesondere für elektrische Psychrometer, welche gekennzeichnet ist durch ein magnetisches Getriebe mit zwei permanenten Hufeisenmagneten, deren Pole durch einen Luftspalt getrennt und einander zugekehrt sind, wobei der eine Magnet in seiner Symmetrieachse an einer rotierenden, vom Synchronmotor angetriebenen Welle sitzt und der andere Magnet in seiner Symmetrieachse an einem geradegeführten, unverdrehbaren und durch eine elastische Kraft gehaltenen Stößel sitzt, welcher die Membran in harmonischer Schwingung antreibt. Zweckmäßigerweise sind zur Erzeugung der der Stößel haltenden elastischen Kraft zwei Schraubenfedern derart angeordnet, daß bei einer Amplitude die eine Feder gedrückt und die andere Feder gleichzeitig gedehnt wird. Vorteilhafterweise sind die beiden Schraubenfedern auf die Resonanz der durch die Drehzahl des rotierenden Magneten gegebenen Frequenz abgestimmt.The invention avoids the difficulties mentioned. She concerns a Mernbran small air pump with synchronous motor drive for measuring purposes, in particular for electrical psychrometers, which is characterized by a magnetic gear with two permanent horseshoe magnets whose poles are separated by an air gap and are facing each other, the one magnet in its axis of symmetry on one rotating shaft driven by the synchronous motor and the other magnet in its axis of symmetry on a straight, non-rotatable and by an elastic Force-held plunger sits, which drives the membrane in harmonic oscillation. Appropriately, to generate the elastic force holding the plunger two coil springs arranged in such a way that one spring is pressed at an amplitude and the other spring is stretched at the same time. The two are advantageous Coil springs on the resonance caused by the speed of rotation of the rotating magnet given frequency.

Auch bei anderen Meßgeräten, bei welchen eine hohe Konstanz der Strömung zwecks Erzielung exakter und unverfälschter Meßergehnisse zu fordern ist, beispielsweise bei Rauchgasprüfern und Gaskonzentrationsmessern, kann die Membran-Kleinluftpumpe gemäß der Erfindung mit erheblichem Vorteil Verwendung finden.Also with other measuring devices, in which a high constancy of the flow for the purpose of achieving exact and unadulterated measurement results is to be demanded, for example for flue gas detectors and gas concentration meters, the small diaphragm air pump find use according to the invention with considerable advantage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert: Das magnetische Getriebe, welches die rotierende Bewegung des Synchronmotors 10 in eine hin und her schwingende Bewegung der Membran 18 umsetzt, besteht aus zwei permanenten Hufeisenmagneten 11 und 12 mit einander zugekehrten Polen, welche durch einen Luftspalt getrennt sind. Beide Magnete sind in ihrer Symmetrieachse befestigt, und zwar der Magnet 11 an der Welle des Synchronmotors 10 und der Magnet 12 an dem einen Ende eines Stößels 13, der längsverschiebbar, jedoch unverdrehbar in zwei Lagern 14, 15 geführt ist. Das andere Ende' des Stößels 13 ist mit der Membran 18 verbunden. Der Stößel. 13 trägt einen Querstift 30, und es sind auf ihn zwei gleichgroße Schraubenfedern 16, 17 aufgeschoben, die sich mit ihrem einen Ende auf dem Stift 30, mit ihrem andern Ende auf dem Lager 14 bzw. 15 abstützen. Die Meinbranpumpe 18 bis 29 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 19, dessen Boden 20 einen Eingangsstutzen 21 und einen Ausgangsstutzen 22 aufweist. Zwei Wände 23 und 24 teilen das Gehäuse 19 in eine zylindrische Kammer 25 und zwei halbzylindrische Kammern 26 und 27, in welche die beiden Stutzer. 21 und 22 münden. Die Wand 23 ist mit zwei Blattventilen 28 und 29 versehen, welche beim Schwingen der Membran das Medium in Pfeilrichtung durch die Pumpe strömen lassen und in der Gegenrichtung sperren.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing: The magnetic gear, which converts the rotating movement of the synchronous motor 10 into a reciprocating movement of the membrane 18, consists of two permanent horseshoe magnets 11 and 12 with mutually facing poles, which through are separated by an air gap. Both magnets are attached in their axis of symmetry, namely the magnet 11 on the shaft of the synchronous motor 10 and the magnet 12 on one end of a plunger 13 which is longitudinally displaceable but non-rotatable in two bearings 14, 15. The other end 'of the plunger 13 is connected to the membrane 18. The plunger. 13 carries a transverse pin 30, and two helical springs 16, 17 of the same size are pushed onto it, one end of which is supported on the pin 30 and the other end on the bearing 14 and 15, respectively. The Meinbran pump 18 to 29 consists of a cylindrical housing 19, the bottom 20 of which has an inlet connection 21 and an output connection 22. Two walls 23 and 24 divide the housing 19 into a cylindrical chamber 25 and two semi-cylindrical chambers 26 and 27 into which the two supports. 21 and 22 open. The wall 23 is provided with two reed valves 28 and 29 which, when the diaphragm vibrates, allow the medium to flow through the pump in the direction of the arrow and block it in the opposite direction.

Die beschriebene Anordnung der Magneten 11 und 12 bewirkt, daß bei einander gegenüberliegenden Polen die beiden Magneten sich abstoßen oder anziehen. je nachdem ob gleichnamige oder ungleichnamige Pole sich gegenüberstehen. Das hat zur Folge, (laß bei einer Rotation des Magneten 11 der Magnet 12 in Schwingung versetzt wird, wobei die Frequenz dieser Schwingung gleich der Drehzahl des Magneten 11 ist.The arrangement of the magnets 11 and 12 described causes that at opposing each other Poles the two magnets repel each other or tighten. depending on whether poles with the same or different names are facing each other. This has the consequence, (when the magnet 11 rotates, let the magnet 12 vibrate is offset, the frequency of this oscillation being equal to the speed of the magnet 11 is.

Die beiden Schraubenfedern 16, 17 sind zweckmäßig auf die Resonanz der durch die Drehzahl des rotierenden -Magneten 11 gegebenen Frequenz abgestimmt. Die Federn können natürlich auch auf eine Harmonische der Resonanzfrequenz abgestimmt sein.The two coil springs 16, 17 are expediently on the resonance matched to the frequency given by the speed of the rotating magnet 11. The springs can of course also be tuned to a harmonic of the resonance frequency be.

Die Einstellung der Membranpurnpe 18 bis 29 auf eine gewünschte Fördermenge erfolgt durch Veränderung des Luftspaltes zwischen den beiden Magneten 11 und 12, wodurch die Amplitude der Schwingung verändert wird. Beim Betrieb der Membranpumpe ist die Amplitude konstant und von der Netzspannung unabhängig. Die -lembranpumpe arbeitet auch völlig geräuschlos. da die Frequenz der Membran 18 bei Verwendung eines üblichen Synchron-Kleinmotors 10 unterhalb des Hörbereiches liegt.The adjustment of the diaphragm pumps 18 to 29 to a desired delivery rate takes place by changing the air gap between the two magnets 11 and 12, whereby the amplitude of the oscillation is changed. When operating the diaphragm pump the amplitude is constant and independent of the mains voltage. The diaphragm pump also works completely silently. as the frequency of the diaphragm 18 in use a conventional synchronous small motor 10 is below the audible range.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Small diaphragm air pump with synchronous motor drive for measuring purposes, in particular for electrical psychrometers, characterized by a magnetic gear with two permanent horseshoe magnets (11, 12), their poles are separated by an air gap and facing each other, the one magnet (11) in its axis of symmetry on a rotating, driven by the synchronous motor (10) Shaft sits and the other magnet (12) in its axis of symmetry on a straight, non-rotatable and held by an elastic force plunger (13) sits, which drives the membrane (18) in harmonic oscillation.

2. Small diaphragm air pump according to claim 1, characterized in that for producing the ones holding the plunger (13) elastic force two coil springs (16, 17) are arranged such that at an amplitude one spring is pressed and the other spring is stretched at the same time will.

3. Small diaphragm air pump according to claim 2, characterized in that the two coil springs (16,17) on the resonance of the rotating speed of the Magnets (11) are matched to the given frequency. Considered publications: German Patent No. 710,321; U.S. Patent No. 1,992,499,1.