Magnetische Pumpe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Pumpe.
Die erfindungsgemässe Pumpe ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in welchem ein Flüssigkeitspum- penraum vorgesehen ist, der von einer Wand aus ma- gnetisierbarem Material begrenzt ist, die dünner als die anderen Begrenzungswände dieses Raumes ist und einen gegen den genannten Raum hin vorragenden konischen Teil aufweist, eine in diesem Raum mon tierte Taumelscheibe, einen Rotor mit einem um eine durch den Mittelpunkt des genannten konischen Teiles verlaufende Achse drehbaren, magnetisch erregten bzw.
erregbaren Kern, der eine Verlängerung aus magnetisierbarem Material aufweist, deren freie Stirn seite mindestens annähernd parallel zum konischen Teil und im Abstand von demselben angeordnet ist und welche Verlängerung asymmetrisch in bezug auf die genannte Achse ausgebildet ist, Antriebsmittel für den Rotor, derart, dass beim Antrieb desselben die Verlängerung die Taumelscheibe örtlich stets anzieht und ihr eine Taumelbewegung erteilt,
wobei der Rotor ein aus nichtmagnetisierbarem Material bestehendes Gegengewicht trägt, das die Unwucht der Verlänge rung ausgleicht und dessen freie Stirnseite im Abstand von dem konischen Teil angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan- des ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss, Fig. 2 einen Aufriss mit teilweisem Schnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 im Schnitt einzelne Teile der Pumpe,
Fig. 5 eine Ansicht nach der Linie 5-5 in Fig. 4 und Fig. 6 im grösseren Massstab einen Teil der Fig. 2. Die dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse 10 aus magnetisierbarem Metall auf, z. B. aus Eisen, mit einer zylindrischen Aussenwand 11 und einer geschlossenen Stirnwand 12, an welcher ein Träger 13 aus nichtmagnetisierbarem Metall mittels Bolzen angebracht ist.
Ein Elektromotor 14 ist an diesem Träger 14 befestigt, wobei dieser Motor 14 und das Gehäuse 10 auf einer Grundplatte 15 angeordnet sind. Ein Deckel 16 mit einem Rand 17 schliesst die andere Seite des Gehäuses 10 ab. Er ist abnehmbar in einer Bohrung 18 dieses Gehäuses 10 derart ein gesetzt, dass der Rand 17 mit dem Rand 19 des Gehäuses fluchtet. Dieser Deckel 16 bildet einen Teil des Gehäuses einer Pumpe 20, das an einer abnehm baren, in der Bohrung 18 eingesetzten Trennwand 21 angebracht bzw. abgestützt ist.
Das Gehäuse 10 ist von dieser Wand 21 in eine axial innere Rotorkam- mer 22 und eine äussere Pumpenkammer 23 unter teilt.
Die Trennwand 21 weist eine verhältnismässig grosse zentrale Öffnung 24 mit einem ringförmigen Flansch 26 auf, welch letzterer nach vorne, das heisst nach rechts in Fig.2, vorsteht. Dieser Flansch 26 dient der Aufnahme und dem Zentrieren eines ent sprechenden ringförmigen Sitzes 25 eines Ringes 27. Dieser Ring 27, dessen innere Fläche 52 kugelförmig ausgebildet ist, begrenzt den Pumpenraum 47.
Sein flacher Aussenstimrand 28 ist in bezug auf die Ebene, des Randes 19 der Aussenwand 11 leicht zurückver setzt. Der Deckel 16 weist eine mittlere Nabe 30 auf, die innen einen Flansch 29 besitzt. Dieser Flansch 29 bil det eine Schulterfläche 31, die gegen den Rand 28 des Elementes 27 anliegt. Zwischen diesem Element 27 und dem Deckel 16 ist eine Dichtungsscheibe 32 aus nachgiebigem Material, z. B. aus Gummi, eingesetzt.
Das Element 27 ist nachgiebig zwischen der Wand 21 und dem Deckel 16 mittels einer Klemmstange 33 eingespannt. Diese Klemmstange 33 weist einenends einen Haken 35 auf, der von einem Vorsprung 36 des Gehäuses 10 zurückgehalten wird, und am anderen Ende Mittel 34, um den von dieser Klemmstange auf den Deckel 16 ausgeübten Druck einstellen zu kön nen. Dazwischen ist die Klemmstange mit vorstehen den Abrundungen 37 versehen, die mit dem Deckel 16 in Kontakt stehen.
Die Mittel 34 (Fig. 1) bestehen aus einem am Gehäuse 10 bei 39 schwenkbar gelager ten Bolzen 38, dessen freies Ende durch einen Schlitz 40 am einen Ende der Klemmstange 33 geführt und mittels einer Flügelmutter 41 gehalten ist. Durch An ziehen dieser Flügelmutter 41 werden der Deckel 16 und das Element 27 gegen die Wand 21 zentriert an gepresst.
Innerhalb des Elementes 27 ist eine verhältnis- mässig dünne Wand 43 aus magnetisierbarem Metall flüssigkeitsdicht in einem ringförmigen Sitz 44 ein gesetzt (Fg. 5). Die Wand 43 ist dünner als die übri gen Begrenzungswände des Raumes 47 und z. B.
durch Löten oder Schweissen am Element 27 befestigt. Auf der inneren Seite, das heisst links in der Zeich nung, ist eine Öffnung 45 im Element 27 gebildet. Die den Raum 47 innseits begrenzende Wand 43 ist kegelstumpfförmig, weist am kleineren Ende eine ebene Endwand 46 auf und ragt gegen den Raum 47 hin vor.
Die konkave Seite der Wand 43 ist über die Öffnung 45 gegen die Kammer 22 offen. Die Nabe 30 bzw. der Flansch 29 des Deckels 16 bildet die Aussenwand des Raumes 47 und weist eine ebenfalls kegelstumpfförmige Fläche 49 auf, die im Abstand von der entsprechenden Seite der Wand 43 angeord net ist.
Mit anderen Worten bilden die rechtsliegende konische Fläche der Wand 43 und die Fläche 49 des Deckels 16 entgegengesetzt konvergierende Flächen, wobei das Ganze derart bemessen und angeordnet ist, dass eine dünne Taumelscheibe 50 aus magnetisier- barem Metall gleichzeitig mit Teilen der beiden Flä chen in Kontakt stehen kann (Fig. <I>2).</I> Der Durchmes ser dieser Taumelscheibe 50 ist nur wenig kleiner als derjenige der inneren Fläche 52, die den Raum 47 begrenzt.
Diese Fläche 52 ist gekrümmt, wobei ihr Krümmungszentrum auf der durch den Mittelpunkt des konischen Teiles 65 der Wand 43 gehenden Längsachse 63 liegt. In allen Lagen der Taumelscheibe 50 steht der Rand dieser Taumelscheibe 50 in Kon takt mit dieser Fläche 52 und kann nicht eine Lage einnehmen, die eine selbsttätige Zentrierung der Tau melscheibe 50 bei elektrischer Erzeugung eines ma gnetischen Flusses im Gerät verhindern würde.
Die Taumelscheibe 50 unterteilt den Raum 47 stets in zwei Teile, die annähernd keilförmig und je auf einer Seite dieser Scheibe angeordnet sind. Diese Teile des Raumes 47 kommunizieren praktisch lediglich durch die zentrale Öffnung 54 der Taumelscheibe 50, welche Öffnung dem Einlass 55 des Deckels 16 axial gegen überliegt. Die Durchflussquerschnitte der Öffnung 54 und dieses Einlasses sind mindestens annähernd gleich.
Der Einlass 55 erstreckt sich durch einen Stutzen 56 des Deckels 16; die Aussenmantelfläche dieses Stutzens ist mit einem Gewinde zwecks Befestigung einer An schlussleitung (Fig.2) versehen. Diese Leitung kann an einer Zufuhrquelle angeschlossen sein, von wel cher die Flüssigkeit, z. B. Milch, unter ihrem Eigen gewicht in die Pumpe fliesst. Das Element 27 ist mit einem tangential angeordneten Stutzen 42 versehen, der sich durch einen Schlitz 11a (Fig. 1 und 4) der Gehäusewand 11 erstreckt.
Der Stutzen 42 kommuni ziert über einen Auslass 42a mit dem Raume 47. Der Stutzen 42 weist ebenfalls ein Gewinde zum Anschluss einer Leitung auf. Die Klemmstange 33 weist eine Öff nung<I>33a</I> auf, durch welche der Stutzen 56 sich erstreckt (Fig. 2).
Die Taumelscheibe 50 weist zweckmässig auf der Seite der Wand 43 eine ringförmige, flache, schräg verlaufende Rippe 57 auf. Diese Rippe 57 und der flache Teil 58 der Taumelscheibe 50 bilden eine kon kave Führungsfläche 59 von V-förmigem Querschnitt für die winklige Kante 60 der Wand 43 (Fig. 5, 6). Die Wirkverbindung dieser Teile wird später näher erläutert. Dank dieser Anordnung wird ein selbsttä tiges Zentrieren der Taumelscheibe 50 erreicht, so dass sie während des Arbeitens der Pumpe leicht tau meln kann.
Um eine solche Taumelbewegung zu erzeugen, ist eine Antriebswelle 61 vorgesehen, die sich vom Motor 14 in die Kammer 22 erstreckt. Auf diese Antriebswelle 61 ist ein zylindrischer Rotor 62 aus magnetisierbarem Metall befestigt, z. B. verkeilt. Die ser Rotor 62 weist eine mit ihm aus einem Stück bestehende Verlängerung 64 auf, die einen Winkel mit der Rotorachse 63 bildet, um die sich der Rotor dreht. Die Stirnseite dieser Verlängerung bildet einen Teileiner konischen Fläche, die praktisch parallel zur auf der konkaven Seite liegenden konischen Fläche des Teiles 65 der Wand 43 ist.
Zwischen diesen Flä chen liegt ein Luftspalt, der genügend ist, um eine Übertragung des magnetischen Flusses durch den Rotor 62 und seine Verlängerung 64 auf die Wand 43 zu erlauben. Eine elektrische Spule 66, die im Raume 22 um den Rotor 62 montiert ist, bildet eine Quelle für einen konstanten, magnetischen Fluss. Die Spule 66 ist auf einer zylindrischen Hülse 67 aus magnetisierbarem Material angebracht, die an der Wand 12 befestigt ist, wobei zwischen dieser Hülse 67 und dem Rotor 62 auch ein Luftspalt vorgesehen ist, durch welchen der magnetische Fluss von der Hülse 67 auf den Rotor 62 gelangt.
Da das Gehäuse 10 gesamthaft, das heisst die Wände 11, 12 und der Deckel 16, aus magnetisierbarem Metall bestehen, wird ein kontinuierlicher magnetischer Fluss in Rich tung der Pfeile in Fig. 2 möglich. Der Rotor 62 wird kontinuierlich vom Motor 14 angetrieben, so dass die magnetische Anziehungskraft, die auf die Taumel- Scheibe 50 einwirkt, die gewünschte Taumelbewegung verursacht.
Um Schwingungen infolge der zur Achse 63 asymmetrischen Ausbildung der Verlängerung 64 zu vermeiden, ist ein Gegengewicht 69 aus nichtmagneti- sierbarem Metall, z. B. aus Messing, vorgesehen, das gleiche Form und gleiches Gewicht wie diese Verlän gerung 64 hat und diametral zu dieser am Rotor 62 angebracht ist. Dieses Gegengewicht, dessen freie Stirnseite ebenfalls Abstand vom konischen Teil 65 hat, bleibt somit ohne Einwirkung auf die Taumel scheibe 50.
Die dargestellte Pumpe funktioniert wie folgt: Wenn z. B. Milch, die unter der Wirkung ihres Eigengewichtes in die Pumpe gelangt, gepumpt wer den muss, so wird der Motor 14 den Rotor 62 konti nuierlich antreiben, so dass die Verlängerung 64 rela tiv rasch um die Achse 63 rotiert. Dadurch wird eine Taumelbewegung dank der magnetischen Anziehungs kraft durch die Wand 43 erzeugt, und zwar ohne nennenswerte Rotationsbewegung der Taumelscheibe 50.
Diese bleibt stets unter dem gleichen Winkel in bezug auf die Längsachse 63, da sie von den einander zugekehrten kegelstumpfförmigen Flächen der Teile 43 und 29 geführt wird. DieTaumelscheibe 50 bleibt ferner stets mit ihrer Öffnung 54 axial dem Einlass 55 gegen über, da die Kante 60 immer in Kontakt mit der von der Rippe 57 und dem Teil 58 gebildeten Führung 59 bleibt. Es sind keine weiteren Mittel, wie z. B. Stift oder Zapfen, nötig.
Die Milch, die in den Raum 47 gelangt, füllt die beiden Teile dieses Raumes und wird durch die Taumelbewegung gegen den Auslass 42u mit erhöhtem Druck geführt, sie gelangt durch den Stutzen 42 in ein weiteres Behandlungsgerät, z. B. einen Rahmabscheider.
Dank der relativ grossen Öffnung 54 gelangt die Milch gleichmässig in beide Teile des Raumes 47, und der Milchdurchfluss durch den Stutzen 56 bleibt gleichmässig und konstant. Es bilden sich somit auch keine Wirbel, die auf die Milch eine schlechte Einwir kung haben könnten. Die mittels des Ausgleichgewich- tes 69 vermiedene Schwingung wäre nicht nur mecha nisch schädlich, sondern würde auch für die Quali tät der Milch von Nachteil sein, wobei ein gleich mässiges Zerströmen ebenfalls nicht mehr möglich wäre.
Wenn der Motor 14 abgestellt wird, wird die Tau melscheibe 50 nicht mehr magnetisiert und fällt unter der Wirkung ihres Eigengewichtes in irgendeine Lage, in welcher sie auf dem Boden der Fläche 52 steht. Eine solche Lage ist in Fig. 6 dargestellt. Die Taumel scheibe 50 liegt gegen die Wand 43 und ihr Mittel punkt befindet sich leicht unter der Längsachse 63. Die Scheibe ist somit in Ruhelage der Pumpe frei im Raum 47 und kann taumeln in jeder Richtung. Es sind also keinerlei feste Verbindungen vorgesehen.
Sobald der Motor 14 angelassen wird, erfasst der erzeugte magnetische Fluss die Taumelscheibe 50, und zwar zuerst bei einem Punkt von kleinerem Wider stand, und verursacht die beschriebene Taumelbewe- gung. Da die Kante der öffnung 54 innerhalb der Bewegungsbahn des durch die Bewegung der Ver längerung 64 erzeugten Flussfeldes ist, gibt es eine Tendenz der Scheibe 50, axial in zentrierte Lage an gezogen zu werden. Diese Lage wird dann wie beschrieben erhalten.
In der Milchindustrie insbesondere ist es wün schenswert, dass alle Maschinen stets sehr sauber und hygienisch gehalten werden können. Die beschrie bene Pumpe ist gegen den Eintritt von Schmutz in den Raum 47, sei es von aussen oder von der Kammer 22 oder von der Kammer 23, vollständig abgedichtet. Es genügt, die Flügelmutter 41 zu lösen, um die Stange 33 zu entfernen. Man kann dann den Deckel 16, die Dichtung 32, die Taumelscheibe 50 und das Element 27 leicht von dem Gehäuse 10 abmontieren. In gleich leichter Weise können alle diese Teile nach Reini gung wieder eingesetzt werden.
Diese Pumpe ist insbesondere dort von nützlicher Verwendung, wo behandelte Flüssigkeit auf keinen Fall mit Lagerschmiere oder 01 in. Kontakt kommen darf.