DE102005046516A1

DE102005046516A1 - Fluid medium e.g. water, conveying method for use in peristaltic pump, involves closing conveying space and generating wave motion over entire circumference of space so that twist-free flow is generated in direction of continual wave motion

Info

Publication number: DE102005046516A1
Application number: DE200510046516
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Sturm (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-05

Abstract

The method involves guiding fluid (M) through a conveying space (6) and defining the space by a wall unit (7) that is formed as a flexile membrane. A wave motion is generated in the membrane, where the motion forces a flow in the direction of the continual wave motion. The space is completely closed by the wall unit and the wave motion is generated over the entire circumference of the space so that a twist-free flow is generated in the direction of continual wave motion in the medium. An independent claim is also included for a device for the execution of a method for conveying a fluid medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern eines insbesondere flüssigen Mediums, bei dem das zu fördernde Medium durch einen Förderraum geführt wird, wobei der Förderraum durch ein als flexible Membran ausgeführtes Wandelement begrenzt ist. In der Membran wird eine stetig in eine Richtung fortgesetzte Wellenbewegung erzeugt, die im Medium eine Strömung in Richtung der Wellenbewegung erzwingt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The Invention relates to a method for conveying a particularly liquid medium, in which the to be promoted Medium is guided through a delivery room, the delivery room is limited by a designed as a flexible membrane wall element. In the membrane becomes a continuous wave motion in one direction generates a flow in the medium forces in the direction of the wave motion. The invention relates furthermore an apparatus for carrying out the method.

Aus der DE 103 45 694 A1 ist eine Vorrichtung zum Fördern von Medien bekannt, bei der das zu fördernde Medium durch einen Förderraum mit mindestens einem als flexibel verformbare Membran ausgebildeten Wandelement geführt wird. Die Membran ist durch Antriebe auf der dem Förderraum abgewandten Seite der Membran beaufschlagbar. Mit Hilfe der Antriebe lassen sich in der Membran sich stetig in eine Richtung fortsetzende, im Wesentlichen harmonische Wellen erzeugen. Durch diese Wellenbewegung in der Membran wird das Medium in Richtung der Wellenbewegung mitgeführt, so dass sich eine Strömung zwischen dem Eingang und Ausgang der Vorrichtung bildet. Die Wellenbewegung in der Membran wird dabei über einen Antrieb angeregt. Als Antrieb ist in der DE 103 45 694 A1 eine Antriebswelle vorgesehen, entlang deren Längsachse mehrere Exzenter voneinander beabstandet angeordnet sind. Benachbarte Exzenter sind jeweils um einen Winkel gegeneinander versetzt, so dass sich eine schraubenförmige Anordnung der Exzenter entlang der Längsachse der Antriebswelle ergibt. Die Exzenter sind mit der Membran beispielsweise über einen Pleuelring verbunden. An der Verbindung zwischen Pleuelring und Membran sind Rippen oder Metalleinsätze in Querrichtung auf der Membran angeordnet, so dass eine Wellenbewegung über die gesamte Breite des Förderraums erzeugt wird. Durch die schraubenförmige Anordnung der Exzenter auf der Antriebswelle wird eine fortlaufende Wellenbewegung in der Membran und damit in Längsrichtung des Förderraums erzeugt. Der Förderraum wird in der DE 103 45 694 A1 außer von der beschriebenen Membran von weiteren, starren Wandelementen und/oder weiteren Membranen begrenzt.From the DE 103 45 694 A1 a device for conveying media is known in which the medium to be conveyed is guided through a delivery chamber with at least one wall element formed as a flexible deformable membrane. The membrane can be acted upon by drives on the side facing away from the delivery chamber of the membrane. With the help of the drives can be in the membrane steadily continuing in one direction, generate substantially harmonic waves. As a result of this wave movement in the membrane, the medium is carried along in the direction of the wave movement, so that a flow forms between the inlet and outlet of the device. The wave motion in the membrane is excited by a drive. As drive is in the DE 103 45 694 A1 a drive shaft provided, along the longitudinal axis of which a plurality of eccentrics are arranged spaced from each other. Adjacent eccentric are each offset by an angle to each other, so that there is a helical arrangement of the eccentric along the longitudinal axis of the drive shaft. The eccentric are connected to the membrane, for example via a connecting rod. At the connection between the connecting rod ring and membrane ribs or metal inserts are arranged transversely on the membrane, so that a wave motion is generated over the entire width of the delivery chamber. Due to the helical arrangement of the eccentric on the drive shaft, a continuous wave motion is generated in the membrane and thus in the longitudinal direction of the delivery chamber. The delivery room is located in the DE 103 45 694 A1 limited except by the described membrane of other rigid wall elements and / or other membranes.

Aus der DE 34 20 861 C2 ist eine Schlauchpumpe für medizinische Zwecke bekannt, bei der der Querschnitt eines in einer Formrinne geführten, elastisch verformbaren Schlauches durch Andruckrollen gequetscht wird. Die Andruckrollen werden über eine gewisse Strecke der Schlauchlänge abgerollt, wobei das Medium infolge der Quetschung durch den Schlauch transportiert wird.From the DE 34 20 861 C2 For example, a peristaltic pump for medical purposes is known in which the cross-section of an elastically deformable tube guided in a mold channel is pinched by pressure rollers. The pinch rollers are unwound over a certain distance of the hose length, whereby the medium is transported through the hose due to the pinch.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Förderung insbesondere eines flüssigen Mediums anzugeben, welche eine möglichst schonende Förderung des Mediums ermöglicht bei einer gleichzeitig geringen Materialbeanspruchung der in der Vorrichtung verwendeten Bauteile.task It is the object of the invention to provide a method and a device for conveying in particular a liquid Medium, which one possible gentle promotion of the medium at the same time a low material stress in the Device used components.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Fördern insbesondere eines flüssigen Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.These The object is achieved by a method for conveying in particular a liquid medium with the features of claim 1 and by a device for execution the method with the features of claim 2 solved.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das als flexible Membran ausgeführte Wandelement den Förderraum zumindest annähernd vollständig umschließt und dass die Wellenbewegung in der Membran zumindest annähernd über den gesamten Umfang des Förderraums erzeugt wird, so dass im Medium M eine nahezu drallfreie Strömung in Richtung der fortgesetzten Wellenbewegung entsteht. Um eine Wellenbewegung zu erzeugen, wird an mindestens einem ringförmigen Teilabschnitt der Membran die Membran mit einer über zumindest annähernd den gesamten Umfang wirkenden Radialkraft beaufschlagt. Durch die Krafteinwirkung auf die flexible Membran ändert sich an dieser Stelle der Querschnitt des Förderraums. Bei einer über den Umfang annähernd konstanten Radialkraft bleibt die Querschnittsform des Förderraums dabei weitgehend erhalten. Durch die Erzeugung der Wellenbewegung über den gesamten Umfang des Förderraums gleichen sich die auf das Medium wirkenden Kräfte in radialer Richtung des Förderraums aus. Dadurch entsteht im Medium eine nahezu drallfreie Strömung in Richtung der fortgesetzten Wellenbewegung. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass durch die Beibehaltung der Querschnittsform des Membranquerschnitts eine Quetschung des zu fördernden Mediums weitgehend vermieden wird. Somit ermöglicht dieses Verfahren eine besonders schonende Förderung eines Mediums.The inventive method is characterized in that the wall element designed as a flexible membrane the delivery room at least approximately Completely surrounds and that the wave motion in the membrane at least approximately over the entire circumference of the delivery room is generated, so that in the medium M a virtually spin-free flow in Direction of continued wave motion arises. To a wave motion is generated on at least one annular portion of the membrane the membrane with an over at least approximately applied to the entire circumference acting radial force. By the force changes to the flexible membrane at this point the cross section of the pumping room. At one over the Scope approximate constant radial force remains the cross-sectional shape of the delivery chamber largely preserved. By generating the wave motion over the entire circumference of the delivery room The forces acting on the medium in the radial direction of the conveying space out. This creates a nearly spin-free flow in the medium Direction of continued wave motion. Another advantage of the method is that by maintaining the cross-sectional shape the membrane cross section largely avoided a pinch of the medium to be delivered becomes. Thus allows This method is a particularly gentle promotion of a medium.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ein Abschnitt des als flexible Membran ausgeführten Wandelements von einem Antrieb umschlossen ausgeführt. Dabei ist der Antrieb so ausgestaltet, dass er zumindest annähernd über den gesamten Umfang des Wandelements eine Kraft in radialer Richtung auf das Wandelement ausüben kann. Mit einem solchen Antrieb lässt sich eine Wellenbewegung mit gleicher Amplitude zumindest annähernd über den gesamten Umfang des Förderraums erzeugen.at the device according to the invention to carry out of the method is a portion of the executed as a flexible membrane wall element of enclosed enclosed a drive. In this case, the drive is designed so that it at least approximately over the entire circumference of the wall element a force in the radial direction exercise on the wall element can. With such a drive can be a wave motion with equal amplitude at least approximately over the entire circumference of the conveying space produce.

In Ausgestaltung der Erfindung sind zwei oder mehr Antriebe entlang einer Längsachse des Förderraums angeordnet. Die Antriebe sind voneinander beabstandet angeordnet und jeweils einen ringförmigen Teilabschnitt des Förderraums umfassend ausgeführt. Mit jedem dieser Antriebe lässt sich eine radiale Kraft über den gesamten Umfang auf das Wandelement ausüben. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebe lässt sich eine in Längsrichtung des Förderraums fortlaufende Wellenbewegung erzeugen.In an embodiment of the invention are two or more drives arranged along a longitudinal axis of the delivery chamber. The drives are arranged at a distance from one another and in each case comprising an annular section of the delivery chamber. With each of these drives, a radial force can be exerted on the wall element over the entire circumference. By a corresponding control of the drives can be generated in the longitudinal direction of the pumping chamber continuous wave motion.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Antriebe einen in der Länge veränderbaren Arbeitskörper, über den entlang des Umfangs des Wandelements eine Kraft in radialer Richtung auf das Wandelement ausgeübt werden kann. Der längenveränderliche Arbeitskörper ist dabei das Wandelement umfassend ausgeführt. Eine Längenänderung des Arbeitskörpers bewirkt eine Einschnürung des Wandelements. Somit wird eine Kraft in radialer Richtung auf das Wandelement ausgeübt. Die Längenänderung des Arbeitskörpers erfolgt dabei vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Länge des Arbeitskörpers. Durch die Längenänderung wird die Querschnittsfläche eines von einem Antrieb umschlossenen Abschnitts des Förderraums verändert, die Querschnittsform bleibt jedoch weitgehend erhalten.In Another embodiment of the invention, the drives include a in length changeable Working body, over the along the circumference of the wall element, a force in the radial direction exerted on the wall element can be. The variable-length working body In this case, the wall element is designed to be comprehensive. A change in length of the working body causes a constriction of the wall element. Thus, a force in the radial direction the wall element exercised. The change in length of the working body takes place preferably uniformly over the entire length of the Working body. By the change in length becomes the cross-sectional area a section of the delivery chamber enclosed by a drive changed However, the cross-sectional shape is largely retained.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Antriebe einen im Volumen veränderbaren Arbeitskörper, über den entlang des Umfangs des Wandelements eine Kraft in radialer Richtung auf das Wandelement ausgeübt werden kann. Der Arbeitskörper ist das Wandelement umfassend ausgeführt. Die mittlere Länge des Arbeitskörpers bleibt bei einer Volumenänderung zumindest annähernd konstant. Eine Volumenänderung kann zum Beispiel durch Aufpumpen eines Schwellkörpers erzielt werden. Auch bei dieser Ausgestaltung bleibt die Querschnittsform eines von einem Antrieb umschlossenen Abschnitts des Förderraums nahezu unverändert und es wird lediglich die Querschnittsfläche variiert.In Another embodiment of the invention, the drives include a in volume variable working body, over the along the circumference of the wall element, a force in the radial direction exerted on the wall element can be. The working body the wall element is designed to be comprehensive. The mean length of the working body stays with a volume change at least approximately constant. A volume change can be achieved for example by pumping up a cavernous body. Also In this embodiment, the cross-sectional shape remains one of a Drive enclosed section of the delivery chamber almost unchanged and only the cross-sectional area is varied.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Arbeitskörper induktive, piezoelektrische, elektrische, mechanische, hydraulische und/oder pneumatische Stellelemente angeordnet, mittels derer der Arbeitskörper in der Länge und/oder im Volumen veränderbar ist. Eine Verkürzung oder Verlängerung des Arbeitskörpers kann beispielsweise mit Hilfe von Piezoelementen im Arbeitskörper erreicht werden. Ein Beispiel für ein mechanisches Stellelement besteht aus einem um das Wandelement geschlungenen Seilzug, bei dem durch Ausüben einer Kraft an beiden Enden des Seilzugs das Wandelement eingeschnürt wird. Hydraulische und pneumatische Stellelemente eignen sich insbesondere in Verbindung mit entsprechenden Schwellkörpern dazu, eine Volumenänderung des Arbeitskörpers herbeizuführen.In further embodiment of the invention are inductive in the working body, piezoelectric, electrical, mechanical, hydraulic and / or arranged pneumatic actuating elements, by means of which the working body in the length and / or variable in volume is. A shortening or extension of the working body can be achieved for example with the help of piezo elements in the working body become. An example for a mechanical actuator consists of a around the wall element looped cable, in which by applying a force at both ends the cable pull the wall element is constricted. Hydraulic and pneumatic Control elements are particularly suitable in conjunction with appropriate cavernosa in addition, a volume change of the working body bring about.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung zusätzlich ein Steuersystem, mit dessen Hilfe Amplitude und Frequenz der von den Stellelementen erzeugten Längenänderung und/oder Volumenänderung des Arbeitskörpers steuerbar sind. Damit lässt sich die Förderleistung der Pumpe insbesondere an die Empfindlichkeit der Flüssigkeitsbestandteile anpassen.In Further embodiment of the invention includes the device additionally a control system, with the help of which the amplitude and frequency of the Actuators generated length change and / or volume change of the working body are controllable. Leave it the delivery rate the pump in particular to the sensitivity of the liquid components to adjust.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht und wird nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.A advantageous embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described. Here are the above and below yet to be explained features not only in the specified combination of features, but also usable in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Eine zur Förderung eines flüssigen Mediums, beispielsweise Wasser, Kühlmittel, Hydraulikflüssigkeit, Bremsflüssigkeit oder Schmieröl, vorgesehene Fördereinheit 1 beinhaltet eine Einlassvorrichtung 3, einen Förderraum 6, eine Auslassvorrichtung 16 sowie Antriebe 9, mit deren Hilfe das zu fördernde Medium M durch den Förderraum 6 transportiert wird. In der Figur wird das Medium M durch einen Anschlussschlauch 2 zur Fördereinheit 1 geleitet. Der Anschlussschlauch 2 ist in geeigneter Weise mit einem Anschlussvorrichtung 4 der Einlassvorrichtung 3 verbunden. Die Anschlussvorrichtung 4 kann beispielsweise als Kupplungsstück ausgestaltet sein, auf das das eine Ende des Anschlussschlauchs 2 aufgesteckt und durch eine nicht dargestellte Schlauchklemme gesichert wird. Eine Verbindung zwischen der Einlassvorrichtung 3 und dem Anschlussschlauch 2 kann aber auch in grundsätzlich bekannter Weise über eine lösbare Kupplung hergestellt werden.A for conveying a liquid medium, such as water, coolant, hydraulic fluid, brake fluid or lubricating oil, provided conveyor unit 1 includes an inlet device 3 , a pump room 6 , an outlet device 16 as well as drives 9 , with the aid of which the medium to be conveyed M through the delivery chamber 6 is transported. In the figure, the medium M is through a connection hose 2 to the conveyor unit 1 directed. The connection hose 2 is suitably with a connection device 4 the inlet device 3 connected. The connection device 4 For example, it can be designed as a coupling piece, on which the one end of the connection hose 2 attached and secured by a hose clamp, not shown. A connection between the inlet device 3 and the connection hose 2 but can also be prepared in a basically known manner via a releasable coupling.

In der Einlassvorrichtung 3 wird das Medium M zum Förderraum 6 weitergeleitet. Die Einlassvorrichtung 3 ist bevorzugt aus einem formstabilen Material hergestellt und beinhaltet einen Strömungskanal 5, über den das Medium M zum Förderraum 6 transportiert wird. Im Strömungskanal 5 findet durch eine entsprechende Erweiterung, Verengung oder eine sonstige Änderung der Querschnittsform eine Anpassung des Strömungsquerschnitts vom Querschnitt des Anschlussschlauchs 2 auf den Querschnitt des Förderraums 6 statt. Die Anpassung des Strömungsquerschnitts erfolgt dabei bevorzugt durch kontinuierliche Übergänge, um Verwirbelungen bei der Durchströmung des Strömungskanals 5 zu vermeiden.In the inlet device 3 the medium M is the delivery room 6 forwarded. The inlet device 3 is preferably made of a dimensionally stable material and includes a flow channel 5 , via which the medium M to the delivery room 6 is transported. In the flow channel 5 finds an adaptation of the flow cross-section of the cross-section of the connection hose by a corresponding extension, narrowing or other change in the cross-sectional shape 2 on the cross section of the pump room 6 instead of. The adaptation of the flow cross-section is preferably carried out by continuous transitions to turbulence in the flow through the flow channel 5 to avoid.

Im Anschluss an die Einlassvorrichtung 3 wird das zu fördernde Medium M in den Förderraum 6 eingeleitet. Der Förderraum 6 ist durch ein Wandelement begrenzt, das in einer bevorzugten Ausführungsform als schlauchförmige, über den gesamten Umfang flexible Membran 7 ausgebildet ist. Die Membran 7 ist in Strömungsrichtung gesehen am stromaufwärts gelegenen Ende mit der Einlassvorrichtung 3 und am stromabwärts gelegenen Ende mit der Auslassvorrichtung 16 verbunden. Eine Verbindung zwischen der Einlassvorrichtung 3 beziehungsweise der Auslassvorrichtung 16 und der Membran 7 kann beispielsweise durch eine Klemmvorrichtung in der Einlassvorrichtung 3 beziehungsweise der Auslassvorrichtung 16 realisiert sein, in die die beiden Enden der Membran 7 eingespannt und über einen geeigneten Klemmmechanismus fixiert sind.Following the inlet device 3 is the medium to be delivered M in the pump room 6 initiated. The pump room 6 is limited by a wall element, which in a preferred embodiment as a tubular, flexible over the entire circumference membrane 7 is trained. The membrane 7 is seen in the flow direction at the upstream end with the inlet device 3 and at the downstream end with the outlet device 16 connected. A connection between the inlet device 3 or the outlet device 16 and the membrane 7 For example, by a clamping device in the inlet device 3 or the outlet device 16 be realized, in which the two ends of the membrane 7 clamped and fixed by a suitable clamping mechanism.

In der in der Figur gezeigten Ausführungsform ist die Membran 7 mit einem in Strömungsrichtung nahezu konstanten Querschnitt ausgestaltet. Es sind jedoch auch Querschnittsänderungen in Durchströmungsrichtung möglich, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Membran 7 Abschnitte 8, die aus weichem, biegeschlaffem Material bestehen und so gestaltet sind, dass sie bei Anliegen eines leichten Überdrucks im Förderraum eine Form annehmen, die den Durchfluss einer Flüssigkeit gestattet.In the embodiment shown in the figure, the membrane 7 configured with a nearly constant cross-section in the flow direction. However, it is also possible cross-sectional changes in the direction of flow, without departing from the scope of the present invention. In a preferred embodiment, the membrane comprises 7 sections 8th , which are made of soft, limp material and are designed so that they accept a form that allows the flow of a liquid in case of a slight overpressure in the delivery chamber.

Nach Durchströmen des Förderraums 6 wird das Medium M in eine Auslassvorrichtung 16 eingeleitet. Die Auslassvorrichtung 16 besteht wie die Einlassvorrichtung 3 bevorzugt aus einem formstabilen Material. Innerhalb der Auslassvorrichtung 16 ist analog zur Einlassvorrichtung 3 eine Änderung des durchströmten Querschnitts möglich, wobei eine Querschnittsänderung auch hier bevorzugt kontinuierlich erfolgt. Im Anschluss an die Auslassvorrichtung 16 ist ein Auslassschlauch 17 angeordnet, der mit der Auslassvorrichtung 16 in prinzipiell bekannter Weise mit der Einlassvorrichtung 3 verbunden ist.After flowing through the delivery chamber 6 the medium M is in an outlet device 16 initiated. The outlet device 16 is like the inlet device 3 preferably from a dimensionally stable material. Inside the outlet device 16 is analogous to the inlet device 3 a change in the cross-section through which it is possible, with a change in cross section also taking place here preferably continuously. Following the exhaust device 16 is an outlet hose 17 arranged with the outlet device 16 in a manner known in principle with the inlet device 3 connected is.

Die Antriebe 9 sind die aus biegeschlaffem Material bestehenden Abschnitte 8 der Membran 7 umfassend ausgeführt. Gemäß der Darstellung in der Figur sind vier Antriebe 9 vorgesehen, es sind aber auch Ausführungsformen mit mehr oder weniger Antrieben möglich. Die biegeschlaffen Abschnitte der Membran 8 und die ihnen zugeordneten Antriebe 9 in Durchströmungsrichtung sind in einer bevorzugten Ausführungsform gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Sie können jedoch ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen auch ungleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sein, beispielsweise mit linear, quadratisch oder exponentiell steigendem oder fallendem Abstand zwischen zwei benachbarten Abschnitten. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform sind die biegeschlaffen Abschnitte der Membran und die ihnen zugeordneten Antriebe unmittelbar benachbart zueinander angeordnet, so dass das Wandelement in dem zwischen dem ersten und dem letzten Antrieb liegenden Abschnitt mit durchgehend biegeschlaffem Material ausgeführt sein kann.The drives 9 are the sections made of limp material 8th the membrane 7 comprehensively executed. As shown in the figure, there are four drives 9 provided, but there are also embodiments with more or fewer drives possible. The limp sections of the membrane 8th and their associated drives 9 in the direction of flow are arranged in a preferred embodiment evenly spaced from each other. However, without departing from the scope of the present invention, they may be unevenly spaced apart, for example, with a linear, quadratic or exponential increasing or decreasing distance between two adjacent sections. In a further, not shown embodiment, the limp portions of the membrane and their associated drives are arranged immediately adjacent to each other, so that the wall element can be performed in the lying between the first and the last drive section with continuous limp material.

Die Antriebe 9 umfassen jeweils eine Halterung 13 sowie einen Arbeitskörper 14. Der Arbeitskörper 14 beinhaltet Stellelemente 15, über die eine Längenänderung und/oder eine Volumenänderung des Arbeitskörpers 14 bewirkt werden kann. In einer möglichen Ausführungsform sind als Stellelemente 15 piezoelektrische Aktoren vorgesehen, die bei Anliegen einer Spannung eine Kontraktion bewirken. Die Kontraktion in den piezoelektrischen Aktoren führt zu einer Verkürzung und Verdickung des die Membran 7 umfassenden Arbeitskörpers 14. In einer alternativen Ausführungsform wird eine Längenänderung und/oder Querschnittsänderung des Arbeitskörpers 14 durch eine Anordnung von induktiven, elektrischen, mechanischen, hydraulischen und/oder pneumatischen Stellelementen 15 im Arbeitskörper 14 erreicht.The drives 9 each include a holder 13 as well as a working body 14 , The working body 14 includes adjusting elements 15 , via which a change in length and / or a change in volume of the working body 14 can be effected. In one possible embodiment are as adjusting elements 15 provided piezoelectric actuators, which cause a contraction when a voltage is applied. The contraction in the piezoelectric actuators leads to a shortening and thickening of the membrane 7 comprehensive work body 14 , In an alternative embodiment, a change in length and / or change in cross section of the working body 14 by an arrangement of inductive, electrical, mechanical, hydraulic and / or pneumatic control elements 15 in the working body 14 reached.

Durch die Längen- und/oder Volumenänderung der Arbeitskörper 14 werden die biegeschlaffen Abschnitte 8 mehr oder weniger eingeschnürt und das Medium M aus dem entsprechenden Abschnitt des Förderraums 6 verdrängt. Über eine entsprechend aufeinander abgestimmte Ansteuerung aller Antriebe 9 wird in der Membran 7 eine in Strömungsrichtung über den gesamten durchströmten Querschnitt ausgebildete Wellenform gebildet, die bei einer entsprechenden Ansteuerung stetig oder pulsierend in eine Richtung wandert. Durch diese in der Membran 7 erzeugte Wellenbewegung wird das Medium M im Förderraum 6 von der Einlassvorrichtung 3 zur Auslassvorrichtung 17 weitertransportiert. Die Wellenform ist dabei durch die Stärke der Ansteuerung der einzelnen Antriebe 9 steuerbar. Eine geringe Anregung der Arbeitskörper 14 in den Antrieben 9 bewirkt eine geringe Querschnittsveränderung im Förderraum 6, so dass nur eine flache Wellenform erzeugt wird. Eine stärkere Anregung bewirkt eine größere Querschnittsverringerung im Förderraum 6 und damit eine steilere Wellenform. Im Extremfall ist die durch die Antriebe 9 erzeugte Querschnittsänderung des Förderraums so groß, dass der Querschnitt vollständig geschlossen wird.By the change in length and / or volume of the working body 14 become the limp sections 8th more or less constricted and the medium M from the corresponding section of the pumping chamber 6 repressed. Via a correspondingly coordinated control of all drives 9 will be in the membrane 7 formed in the flow direction over the entire flow-through cross-section formed waveform that moves steadily or pulsing in a direction with a corresponding control. Through this in the membrane 7 generated wave motion is the medium M in the delivery room 6 from the inlet device 3 to the outlet device 17 transported. The waveform is due to the strength of the control of the individual drives 9 controllable. A small suggestion of the working body 14 in the drives 9 causes a small change in cross section in the delivery chamber 6 so that only a flat waveform is generated. A stronger excitation causes a larger cross-sectional reduction in the delivery room 6 and thus a steeper waveform. In extreme cases, that is through the drives 9 produced cross-sectional change of the delivery chamber so large that the cross section is completely closed.

Die Antriebe 9 sind über Steuerleitungen 19, beispielsweise Kabel, mit einem Steuersystem 18 verbunden. Mit Hilfe des Steuersystems 18 sind Amplitude und Frequenz der Längenänderung und/oder Volumenänderung der Arbeitskörper 14 und damit die im Förderraum 6 erzeugte Wellenform steuerbar. Das Steuersystem 18 ermöglicht eine Anpassung der Wellenform sowohl an den Betriebszustand der Fördereinheit 1 (beispielsweise Anlaufen, Förderbetrieb oder Abschalten) als auch an die Betriebsbedingungen (beispielsweise Viskosität des Mediums M).The drives 9 are via control lines 19 cable, for example, with a control system 18 connected. With the help of the tax system 18 are the amplitude and frequency of the change in length and / or change in volume of the working body 14 and with it in the pumping room 6 generated waveform controllable. The tax system 18 allows an adaptation of the waveform both to the operating state of the conveyor unit 1 (For example, startup, production operation or shutdown) as well as the operating conditions (for example viscosity of the medium M).

In einem bevorzugten Verfahren werden bei Förderbeginn zunächst alle Antriebe 9 gleichmäßig angeregt, so dass sich eine gleichmäßige Querschnittsverringerung in dem Förderraum 6 ergibt. Um die Förderung einzuleiten, wird anschließend der am Strömungseingang liegende Antrieb 9 derart angesteuert, dass sich eine Erweiterung in dem von ihm umgebenen Abschnitt des Förderraums 6 einstellt. Durch die Querschnittserweiterung wird das zu fördernde Medium M angesaugt und mit Hilfe der beschriebenen wellenförmigen Anregung der nachfolgenden Antriebe 9 durch den Förderraum 6 transportiert. Auf diese Weise wird eine besonders schonende Behandlung des zu fördernden Mediums M erreicht und Quetschungen des Mediums werden vermieden.In a preferred method, all drives are initially at the start of delivery 9 uniformly excited, so that a uniform reduction in cross-section in the delivery chamber 6 results. To initiate the promotion, then the lying at the flow inlet drive 9 so controlled that an extension in the surrounded by him section of the pumping room 6 established. Due to the cross-sectional widening, the medium M to be conveyed is sucked in and with the aid of the described wave-like excitation of the subsequent drives 9 through the pump room 6 transported. In this way, a particularly gentle treatment of the medium to be delivered M is achieved and contusions of the medium are avoided.

Bei einer Ausführung der Vorrichtung mit fünf oder mehr Antrieben ist es zudem möglich, Wellenformen mit mehr als einer Wellenperiode zu erzeugen. Dadurch ist ein gleichmäßigerer Strömungsverlauf erreichbar.at an execution of the five or five device more drives it is also possible Generate waveforms with more than one wave period. Thereby is a smoother flow path reachable.

Die Geschwindigkeit, mit der das Medium M durch den Förderraum 6 transportiert wird, hängt von der Frequenz ab, mit der die Antriebe 9 aufeinander abgestimmt angesteuert werden. Der Zeitverzug zwischen benachbarten Antrieben richtet sich dabei nach der angestrebten Durchströmgeschwindigkeit des Mediums M beziehungsweise nach der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der durch den vorangehenden Antrieb erzeugten Druckwelle.The speed with which the medium M through the delivery chamber 6 depends on the frequency with which the drives 9 be coordinated with each other. The time delay between adjacent drives depends on the desired flow rate of the medium M or on the propagation speed of the pressure wave generated by the previous drive.

Durch die gleichmäßige Querschnittsänderung im Förderraum 6 beim Fördervorgang wird das Membranmaterial gleichmäßig beansprucht und lokale Quetschungen oder Knickungen im Membranmaterial werden vermieden. Dadurch wird zum einen eine verlängerte Lebensdauer der Membran erzielt, zum anderen werden Quetschungen des zu fördernden Mediums minimiert. Die Fördereinheit 1 ermöglicht daher eine besonders schonende Förderung des Mediums und bietet sich insbesondere für Medien mit leicht zerstörbaren Bestandteilen an. Durch die Verwendung mehrerer, individuell ansteuerbarer Antriebe 9 sind Amplitude und Frequenz der Anregung variierbar, wodurch sich der Förderdruck und die Fördergeschwindigkeit gut an das zu fördernde Medium anpassen lassen. Die Fördereinheit 1 zeichnet sich zudem durch einen einfachen Aufbau und einen hohen Wirkungsgrad aus.Due to the uniform cross-section change in the delivery chamber 6 During the conveying process, the membrane material is stressed evenly and local bruising or buckling in the membrane material is avoided. As a result, on the one hand, a longer life of the membrane is achieved, on the other hand contusions of the medium to be pumped are minimized. The conveyor unit 1 therefore allows a particularly gentle promotion of the medium and is particularly suitable for media with easily destructible components. By using several, individually controllable drives 9 the amplitude and frequency of the excitation can be varied, whereby the delivery pressure and the conveying speed can be adapted well to the medium to be delivered. The conveyor unit 1 is also characterized by a simple design and high efficiency.

Claims

A method for conveying a particular liquid medium, wherein the medium to be conveyed is guided through a pumping chamber, wherein the pumping chamber is bounded by a designed as a flexible membrane wall element and wherein in the membrane is continued in one direction wave motion is generated in the medium a Current in the direction of continued wave motion, characterized in that as a flexible membrane ( 7 ) executed wall element the delivery space ( 6 ) encloses at least approximately completely and that the wave motion in the membrane ( 7 ) at least approximately over the entire circumference of the delivery space ( 6 ) is generated, so that in the medium M, a nearly twist-free flow in the direction of the continued wave motion arises.

Device for carrying out the method according to claim 1 with an inlet device, a delivery chamber, an outlet device and a drive, wherein the delivery chamber is delimited by a wall element designed as a flexible membrane, characterized in that a portion of the wall element (FIG. 7 ) from the drive ( 9 ) is executed enclosed.

Device according to claim 2, characterized in that two or more drives ( 9 ) along a longitudinal axis of the delivery chamber ( 6 ) are arranged.

Device according to claim 3, characterized in that the drives ( 9 ) a variable in length work body ( 14 ), over which along the circumference of the wall element ( 7 ) a force in the radial direction on the wall element ( 7 ) can be exercised.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the drives ( 9 ) a variable in volume work body ( 14 ), over which along the circumference of the wall element ( 7 ) a force in the radial direction on the wall element ( 7 ) can be exercised.

Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that in the working body ( 14 ) inductive, piezoelectric, electrical, mechanical, hydraulic and / or pneumatic control elements ( 15 ) are arranged, by means of which the working body ( 14 ) is variable in length and / or in volume.

Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the device additionally comprises a control system ( 18 ), with the aid of which the amplitude and frequency of the control elements ( 15 ) produced length change and / or volume change of the working body ( 14 ) are controllable.