Schwingankerpumpe

Die Schwingankerpumpe ist eine besonders einfache, aber enorm zuverlässige Bauform der Membranpumpe.

Funktionsprinzip

Als Antrieb dient eine mit Wechselspannung beaufschlagte Spule, deren Magnetfeld auf einen schwingend gelagerten Hebel, den Anker, wirkt. Das Ende des Hebels wirkt auf eine Membran. Der Aufbau hat somit starke Ähnlichkeit mit dem einer Wechselstrom-Klingel. Ebenso wie die Wechselstromklingel arbeitet die Schwingankerpumpe mit der Frequenz der Wechselspannung, mit welcher sie betrieben wird.

Einen besonders guten Wirkungsgrad erzielen Schwingankerpumpen, wenn die Eigenfrequenz des Ankers auf die Wechselstromfrequenz abgestimmt ist; die Pumpe arbeitet dann in Resonanz.

Eigenschaften

Wegen der wenigen bewegten Teile (kein Motor im klassischen Sinne) können Schwingmembranpumpen bei sorgfältiger Auslegung Standzeiten von über 60000 Betriebsstunden erreichen. Die Geräuschentwicklung ist bei vielen Bauformen äußerst gering. Nachteil ist, dass nur Betrieb an Wechselstrom möglich ist. Soll eine Schwingankerpumpe mit Gleichstrom betrieben werden, so ist zwingend ein Oszillator erforderlich. Einige Bauformen haben Schwierigkeiten beim Anlaufen gegen Druck. Fördermedien sind zumeist Gase bzw. Luft, aber auch Wasser (Brunnenwasser aus Tiefbrunnen bzw. Teiche, Bachläufe usw.

Bauformen und Anwendungen

Schwingankerpumpe

Klassische Bauform wie obig beschrieben; Druckbereich typischerweise um die 100 mbar, in Ausnahmefällen bis circa 350 mbar bei Fördermengen meist unter 20 Litern. Einsatz als Aquariumpumpe, Teichbelüfter, aber auch in Gasanalysatoren und Abgasmessgeräten. Die Bauformen für Tiefbrunnnen, Wasserpumpen sind an den Durchmesser der Brunnenrohre konzipiert und haben eine Fördermenge von durchschnittlich ca. 20 ltr/min bis 25 ltr/min. Die Fördermenge und die Arbeits-Förderhöhe, von durchschnittlich ca. 25 Metern bis 30 Metern, hängt von der verarbeiteten Qualität ab. Das verwendete Material ist meistens aus Aluminium. Bei einer bestimmten Bauform der Pumpe ist der Verschleiss, durch Einbau des Pumpventilsitzes aus Chrom Nickel Stahl, auf ein Minimum reduziert worden.Funktionsbild01

Linearmembranpumpe

Hier wird eine Achse in einer ringförmigen Spule zum Schwingen in axialer Richtung angeregt. Dies geschieht in vorteilhafter Weise, indem auf einer unmagnetischen Achse ein Eisenring befestigt wird, welcher in einen Luftspalt schwingt. Die Membran ist an einem oder an beiden Achsenden befestigt. Die Ausführung mit zwei Membranen nennt man auch Doppelkopf-Linearpumpe. Besonders leistungsfähige Varianten arbeiten mit gegeneinander gepolten, ringförmigen Permanentmagneten auf beiden Seiten des Eisenrings.

Große Doppelkopf-Linearmembranpumpen erzielen bis zu 100 Liter Luftförderung pro Minute bei Enddrücken bis zu 600 hPa. Eingesetzt wird diese Bauform als Klärbeckenbelüfter, in der Prozesstechnik, Brennstoffzellentechnik oder zur Elektrolytumwälzung in Großbatterien. Es gibt jedoch auch Miniaturausführungen zur Förderung sehr kleiner Flüssigkeits- und Gasmengen.