Волновой магнитодинамический насос

 

Использование: для перекачивания высоковязких агрессивных рабочих сред. Сущность изобретения: на эластичном гофрированном шланге укреплен многофазный магнитодинамический привод. Привод содержит две полуцилиндрические фазные системы силовых элементов и укрепленные на гофрированном шланге промежуточные кольцевые якори, расположенные между ними. На концах шланга закреплены кольцевые якори, жестко соединенные между собой стержнями. 5 ил.

Изобретение предназначено для перекачивания высоковязких агрессивных рабочих сред, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и др.

Прототипом изобретения является перистальтический насос, содержащий корпус с системой электромагнитов постоянного и переменного тока, связанных с системой электропроводящих нажимных элементов, между которыми размещен эластичный рабочий шланг.

Так как насос по прототипу в своей работе преобразует движения от привода к нажимным элементам и далее к рабочему органу, а магнитопровод привода обладает значительным рассеиванием поля, то в итоге обладает низкой производительностью.

Цель изобретения - повышение производительности и насоса при перекачке высоковязких рабочих сред возможно путем применения магнитодинамического привода в виде двух полуцилиндрических многофазных систем силовых элементов, размещенных на гофрированном рабочем органе.

На фиг. 1 показана схема соединения половины вида с половиной разреза насоса вдоль его оси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема электропитания магнитодинамического привода насоса; на фиг. 4 - схема работы насоса; на фиг. 5 - график скорости потока насоса по сечению его канала.

Волновой магнитодинамический насос состоит из корпуса 1, который выполнен в виде гофрированной трубы из коррозионностойкой резины или другого эластичного материала (полимера и т.п.), концы которого закреплены в кольцевых концевых якорях 2 и 3 многофазной (трехфазной) системы магнитодинамического привода из двух полуцилиндрических систем 4 и 5 силовых элементов 6 из дугообразных пластин-сердечников 7 с периферийными обмотками 8. Пластины-сердечники 7 имеют отверстия 9 для направляющих стержней (не показаны), между фазными системами 4 и 5 силовых элементов 6 размещены на корпусе 1 промежуточные якори 10 и 11.

Концевые якори 2 и 3 соединены между собой жестко с помощью стержней 12 и 13. Силовые элементы 6, промежуточные якори 10 и 11 размещены на шайбах 14, которые у промежуточных якорей 10 и 11 закреплены на рабочем шланге, например, путем склеивания.

Обмотки 8 силовых элементов 6 через одну подключены к источникам постоянного и переменного тока с возможностью регулирования частоты (не показан ТПЧ). Все обмотки переменного тока фазных систем 4 и 5 соединены между собой по схеме "треугольник", все обмотки постоянного тока всех систем 4 и 5 соединены с источником постоянного напряжения параллельно или последовательно в зависимости от мощности насоса, определяемой производительностью, задаваемой по конкретному применению насоса.

Полуцилиндрические системы 4 и 5 в каждой фазе по обмоткам переменного и постоянного тока соединены между собой согласно, при этом образуется замкнутая на себя магнитная цепь каждой фазы через кольцевые концевые якори 2 и 3 и промежуточные кольцевые якори 10 и 11.

Насос может быть многоступенчатым путем повторения секции заданное число раз по заданному рабочему давлению.

Входной и выходной штуцеры 15 и 16 насоса выполнены по конкретному типу соединения с заданными гидролиниями.

Работает волновой магнитодинамический насос следующим образом.

Для начала работы создается погружной режим, т.е. полость рабочего органа заполняется рабочей средой из входной магистрали, после чего включается электропитание многофазного магнитодинамического привода. При перемагничивании пластин-сердечников 7 с обмотками 8 переменного тока изменяется направление взаимодействия смежных пластин-сердечников 7 от притяжения на отталкивание и, наоборот, периодически с частотой тока электропитания, вследствие чего периодически изменяется длина каждого фазного элемента-системы 4 и 5. Так как напряжения на фазных системах 4 и 5 сдвинуты по фазе, то по рабочему гофрированному шлангу образуется бегущая волна сжатия-растяжения в направлении порядка следования фаз напряжения на системах 4 и 5, которая увлекает с собой и рабочую среду в приграничных слоях, образуя поток рабочей среды с максимальной скоростью у стенок канала насоса.

Так как электроэнергия в магнитодинамическом приводе превращается непосредственно в работу по перемещению рабочей среды, а магнитная цепь предотвращает поля рассеивания, эти обстоятельства позволяют достичь цель изобретения.

Эффективность насоса определяется его конкретным применением, т.е. диаметром, мощностью привода, числом фаз и ступеней, физико-механическими характеристиками рабочей среды. Наиболее целесообразным применением насоса является перекачивание строительных растворов, битумов, сырой нефти при низких температурах и других высоковязких агрессивных сред.

Формула изобретения

ВОЛНОВОЙ МАГНИТОДИНАМИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий эластичный гофрированный шланг и укрепленный на нем многофазный магнитодинамический привод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при перекачивании вязких рабочих жидкостей, многофазный магнитодинамический привод содержит две полуцилиндрические фазные системы силовых элементов и укрепленные на гофрированном шланге промежуточные кольцевые якори, расположенные между ними, при этом на концах шланга закреплены кольцевые якори, жестко соединенные между собой при помощи стержней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5