[发明专利]腔室泵和用于运行腔室泵的方法

说明书

本发明是一种腔室泵(10)和一种用于其运行的方法，其中，包括泵腔室(12)、腔室膜片(14)或活塞(34)以及为了改变泵腔室(12)的容积作用在腔室膜片(14)或活塞(34)处且可轴向移动的传动杆(24)的腔室泵(10)通过以下方式而出众，其包括充当用于影响传动杆(24)的轴向位置的促动器且一方面作用在传动杆(24)处以及另一方面作用在泵(10)的壳体处的电活性膜片(40,40')且在腔室泵(10)的运行中电活性膜片(40,40')为了影响传动杆(24)的轴向位置且为了获得腔室泵(10)的返回冲程或前进冲程被加载以电势。

技术领域

本发明涉及一种在下面被简称为泵的气体腔室泵或液体腔室泵。在此，活塞泵或膜片泵被称作腔室泵(Kammerpumpe)，在其中以本身已知的形式和方式在运行中由于活塞或者膜片的运动周期性地改变泵腔室的至少部分地借助于活塞或者膜片所限定的容积且基于泵腔室(Pumpenkammer)的周期性的容积变化产生相应的介质的输送和/或在泵上游或下游的压力变化。本发明涉及一种被确定使用在医疗设备(Medizingerät)中或在安全技术系统中的这样的腔室泵。

背景技术

在医疗设备中，这样的泵例如被用于驱动呼吸气体，以便于将测量气体(尤其患者气体)由取样位置传输至测量位置或用于控制或驱动另外的促动器(Aktuator)。关于这样的泵与患者气体分析相关联的使用可参照在麻醉中的吸出的患者气体监控和在移动私人气体测量技术中的所谓的远程系统。在安全技术系统中，这样的泵例如被用于在空气中的有害气体的移动的或静止的分析。同样地，在此借助于该泵例如实现测量气体由取样位置至测量位置的传输。此外，这样的泵在医疗设备中或在安全技术系统中同样考虑用于产生辅助按压(Hilfsdrücken)。基本上，在此所提出的本发明同样考虑用于超出医疗设备和安全技术系统的应用情况，例如用于测量设备和分析设备。这在下面在不带有专门的提示的情形中也应始终被一起阅读。

先前所提及的形式的泵可以以不同的实施方式获得，例如利用曲轴传动装置(Kurbeltrieb)或线性驱动器(Linearantrieb)。此外已知如下泵，在其中驱动器被压电式地实现。相应的驱动器作用到在相应的泵头(Pumpenkopf)中的膜片或活塞上。在两种结构形式(膜片或活塞)的情形中，借助于驱动器周期性地改变位于泵头中的泵腔室(密封腔)中的容积。这导致容积传输以及导致压力产生。在容积传输与压力之间的关系通过泵腔室的几何形状、冲程容积、运行频率、所需要的阀的开关特性(Schaltverhalten)和外部的气动负荷得出。

目前在市场上可供使用的用于气体和液体的在0mbar至110mbar或者200ml/min至1100ml/min或在200ml/min的情形中0mar至300mbar的功率范围中的泵在其工作点上可通过改变冲程频率(在借助于电动机驱动的情形中通过改变其转速)被匹配。进一步的匹配必须通过外部的气动布线(Beschaltung)在相应的应用中实现。在特别的情况中必须装配不同的泵头。

冲程频率的改变影响脉冲频率和在压力曲线上的交变分量(Wechselanteil)。这与如下缺点相联系：一方面，传统的用于抑制脉冲的措施(例如低通滤波器)失去其效果。另一方面，确定的传感器临界(sensor-kritisch)频率的避免不可被确保。最后，气动系统与泵的协调在整体上变得困难。

特别高的冲程频率(>100Hz)意味着对于泵的部件的极端负荷。由于不再低惯性地起反应的阀的损失极大地上升。阀的闭合角度的相位缩短或延长且相关于活塞或膜片的冲程运动移动。在密封件(活塞)或膜片中的往复工作(Walkarbeit)的份额急剧增加。最后，相应的泵的明显提高的噪音生成(Geräuschentwicklung)同样与较高的冲程频率相联系。