Medien fördern präzise schwankungsfrei

DE102014223208

"Membranpumpe zur Erzeugung einer nahezu laminaren Strömung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Membranpumpe" Patent erteilt.

Draufsicht auf die Pumpe und ihre Förderstruktur
Draufsicht auf die Förderstruktur der Pumpe
Membran und Steuerscheibe
Bild der Membran links und der Steuerscheibe rechts

Membranpumpe

  • Anwendungsgebiete

    • Förderung von Gasen und Flüssigkeiten
    • Klebrige, reaktive, abrasive, sterile Medien wie normale Medien
    • Kontinuierliche Förderung µl/min bis ml/min
    • Einsatzgebiete mit wenig Platz
  • Vorteile

    • Kleine Bauform
    • einfach herzustellen (CNC-Drehteile, Förder- und Ventilkavitäten in einem Kunststoffspritzgußteil, keine Hinterschnitte, gleiche Dicken)
    • Fließrichtung umkehrbar (Umkehr der Motordrehrichtung)
    • pulsationsfreie Förderung (technisch nahezu)
    • Förderwege sind mittels Spritzgusstechniken als Einmalartikel herstellbar
    • flüssige und gasförmige Medien können gefördert werden
    • einfache Steuerung der Fördermenge (Motordrehzahl) und der Pumpe (Förderrampen, Förderprofile)
    • transparente Förderwege möglich

Beschreibung

Aus den genannten Vorteilen des Verfahrens, ergibt sich eine universelle Anwendbarkeit im Transfer von beispielsweise heißen, kalten, abrasiven, giftigen, klebrigen, scherempfindlichen oder sterilen Flüssigkeiten. Wer in Analysegeräten Reaktionsmedien zuführt, Zellkulturen mit Nährlösung versorgt oder medizinische Infusionen dosiert, benötigt eine Pumpe die präzise, ohne Druckschwankungen Medien fördert. Wenn diese Pumpe sowohl Gase als auch Flüssigkeiten fördert und durch Umlegen eines Schalters auch saugend betrieben werden kann damit beim Abschalten verhindert wird das das geförderte Medium nachläuft, ist das für die Anwender eine eierlegende Wollmichsau. Das als Ulmer-Konzept bezeichnete, membranbasierte Pumpenkonzept der Universitätsklinik für Anästhesiologie erfüllt all diese Wünsche.

Das Konzept kombiniert kontinuierliche Förderpräzision, mit dem einfachen Aufbau und der hermetischen Dichtheit einer Membranpumpe. Es verbindet die Vorteile ohne dass dies durch Nachteile erkauft werden muss. Der konstruktive Aufwand des patentierten Verfahrens DE102014223208 ist gering gemessen an den vorteilhaften Eigenschaften des Verfahrens (minimalst Aufwand für eine hohe drehzahlunabhängige Förder- und Reproduziergenauigkeit bei umkehrbarer Fließrichtung). Das Konzept gestattet eine sehr kleine Bauform. Da die Fertigung der Pumpenbauteile keine hohe Genauigkeit erfordert, ist eine kostengünstige Serienfertigung möglich.

Bisherige Pumpkonzepte (Peristaltik-, Kolben-, Exzenterschnecken- und Zahnradpumpen) erreichen die Anforderungen der Einsatzgebiete mit weit aufwändigeren, kostenintensiveren und weniger universell anwendbaren Lösungen. Die mit den zu fördernden Medien in Kontakt kommenden Komponenten sind in einem Bauteil integrierbar.

Das Bauteil kann spritzgusstechnisch als Einmalartikel produziert werden. Dies ist eine weitere kostensenkende Eigenschaften des Konzepts für Anwendungen mit hohen Anforderungen bezüglich Sterilität oder wenn Medien mit problematischen Materialeigenschaften gefördert werden müssen. Die schwankungsfreie Medienförderung des Ulmer-Konzepts, beruht auf einem rein mechanischen Verfahren und benötigt keine zusätzlichen Dämpfungsmaßnahmen des erzeugten Volumenstromes. Die Problematik der Überdeckung der Steuerkanten von Ventil- und Förderelementen, wird durch einfache konstruktive Maßnahmen in ihrer Entstehung verhindert und nicht erst im Nachhinein durch bekannte Maßnahmen in ihren Auswirkungen abgeschwächt.

Das Einsatzgebiet des Pumpenkonzepts ist der kontinuierliche Transfer von Flüssigkeiten oder Gasen in einem großen Fließratenbereich von µl/min bis ml/min. Alle Medium berührende Oberflächen sind in die Membrane integriert, von einer planebenen, transparenten Platte abgedeckt und vollständig einsehbar. Für viele Anwendungen in der Analytik und der Medizin und im Besonderen unter schwierigen Einbauvoraussetzungen, ist die Baugröße von entscheidender Bedeutung. Eine kleine Bauform wie sie mit dem Glücksklee-Konzept realisiert werden kann, wirkt sich günstig auf Gewicht und Volumen, beispielsweise bei mobilen Anwendungen in der Medizin aus. Erfinder ist von der Universitätsklinik für Anästhesiologie, Herr Dipl. Ing. Stefan Bäder

Kontakt

Dez I Recht, Organisation und Marketing

Dipl. Ing. Martin Schulz
Helmholtzstr. 16
89081 Ulm

Tel.:+49 731 50 22008
Mail: martin.schulz(at)uni-ulm.de