Поршневой электромагнитный насос

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>>) 59153.О

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву.— (51) M. Кла

Р 04 В 17/04 (22) Заявлено 01. 09. 75 (21) 2172370/06 г с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05. 02. 78 Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания 16.01,7S

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621 651 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А, Ю. Васильев и В. А, Харин (71) Заявитель (54) ПОРШНЕВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в различных областях народного хозяйства.

Известен поршневой электромагнитный насос, поршни которого соединены с якорем, перемещающимся от. попеременного включения соленоидных катушек статора. Между якорем и корпусом установлены пружины сжатия, накапливающие и отдающие энергию подвижных частей в крайних положениях якоря (1).

К недостаткам этого насоса относится нежесткая напорная характеристика насоса, а также невысокая надежность в работе, так как пружины после наработки определенного числа циклов выходят из строя.

Известен также электронасос, выполненный в виде блока, состоящего из нескольких секций, в каждой из которых имеется статор с двумя полуобмотками электромагнитов и якорь-каток, перекатывающийся под переменным воздействием магнитного поля правой и левой полуобмоток и образующий со статором первую и вторую рабочие камеры. Полуобмотки электромагнитов каждой секции могут включаться на линейное нли фазное напряжение трехфазной сети. При этом при трех секциях в электронасосе полуобмотки электромагнитов каждой секции подключаются к одной определенной фазе с соблюдением определенной последовательности подключения их к фазам питающей сети. При количестве секций в электронасосе больше трех они разделяются на три группы, и к каждой фазе питающей сети подключаются обмотки одной группы секций электронасоса. Последовательно с каждой обмоткой электромагнита секции включен диод. Диоды включаются таким образом, чтобы каждая из обмоток электромагнитов одной секции paf0 ботала при определенной полуволне питающего напряжения (2) .

Данный насос является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком его является то, что якорь-каток не может совершать колебания с большой амплитудой, вследствие чего производительность этого насоса невысокая.

Целью изобретения является повышение производительности насоса.

Это достигается тем, что каждая рабочая камера имеет штоковую полость, причем штоковая полость первой рабочей камеры одной секции насоса соединена с двумя штоковыми полостями вторых рабочих камер двух других 5 секций, а длина каждой штоковой полости выбрана равной одной, :"верти хода пг число секций к-,.л;, о трем.

На фиг !зображена схема пр - ". зг::.емого насоса;;". ч.иг. 2 — схема соединения обмоток электродвигателя; на фи;. 3 — график тока и перемещения якоря во времени секции А; на фиг. 4 — то же, секция В; на фиг. 5— то же, секция С; на фиг . 6 — совместный график перемещения якорей секций А, В, С.

В простейшем случае, электромагнитный насос состоит из трех секций А, В, С.

Статор 1 каждой секции с обмоткой 2, состоящей из двух полуобмоток 3 и 4, имеет постоянный магнит 5, на котором расположены башмаки 6. Обмотка 2 с постоянным магнитом 5 и башмаками 6 образует двигатель возвратно-поступательного движения (постоянный магнит 5 и башмаки 6 образуют якорь этого двигателя). С двух сторон статора 1 установлены рабочие камеры 7 и 8, каждая из которых имеет всасывающие 9 и 10 и нагнетательные 11 и 12 клапаны, упоры 13 и 14 и поршни 15 и 16, соединенные с якорем двигателя штоком 17. В рабочих камерах 7 и 8 имеются штоковые полости 18 н 19. Шток (7 имеет две проточки 20 и 21, выполненные в месте соединения его с поршнями 15 и 16. Каждая штоковая полость .18 рабочей камеры 7 секции А соединена каналами 22 с двумя штоковыми полостями 19 рабочих камер 8 двух других секций В и С, а каждая штоковая полость 1.9 рабочей камеры 8 секции А соединена каналами 23 с двумя штоковыми полостя.ми 18 рабочих камер 7 двух других секций В и С.

К рабочим камерам подходят всасывающие 24 и 25 и нагнетательные 26 и 27 линии.

Всасывающие линии 24 и 25 соединены со штоковыми полостями 18 и 19 каналами 28 и 29.

Две полуобмотки 3 и 4 электродвигателя соединены между собой параллельно через полупроводниковые диоды 30 по схеме на фиг. 2.

Обмотки трех двигателей соединены в звезду (или треугольник).

По каждой половине обмотки протекает только одна полуволна тока — отрицательная или положительная, при этом отрицательной полуволне соответствует перемещение якоря в одну сторону, а положительной — в другую.

Например при протекании отрицательной полуволны тока якорь любого из трех двигателей перемещается слева направо, а при протекании положительной полуволны тока — справа налево (фиг. 3 — 6).

Насос работает следующим образом.

При подключении насоса к сети трехфазного напряжения якори будут перемещаться строго в определенной последовательности, соответствующей чередованию отрицательных и положительных полуволн фаз тока. Движение каждого якоря описывается синусоида льным законом. На фиг. 3 — 5 графически изооражен фазный ток (1„, l >, 1 ) и перемещение каждого якоря (1A, 1>, 1 ), как функции времени.

Положительное значение амплитуды перемещения (1А,1, 1с ) соответствует крайнему положению якоря, ограниченному упором 14, а отри45

Применение электромагнитного насоса особенно эффективно в тех случаях, когда требу= ются большие давления и подачи при повышенной надежности и максимальном КПД насос6о ной установки.

5 о

2С

Щ цательное значение амплитуды перемещения (1A, 1, 1с ) соответствует крайнему положению якоря, ограниченному упором 13. На фиг. 6 отдельно показаны графические перемещения якорей-синусоиды 1д, 1> 1С одна синусоида относительно другой сдвинута на треть периода

Т. В течение одной шестой периода Т один из якорей отходит от упора 13 или 14, другой подходит к упору 13 или 14. 3а это же время поршни перемещаются на одну четверть полного хода 1)4 0, передавливая жидкость из одной штоковой полости в другую. Поэтому и длина штоковой полости должна быть равной 1/4 о

Например, для момента времени t — t под1 2. вижная часть электродвигателя секции А начинает отходить от упора 14, а подвижная часть электродвигателя секции С подходит к упору 13, Для этого момента времени показано положение подвижных частей электродвигателя и соответственно поршней 15. В рассматриваемый момент времени поршень 15 секции С перекрывает ее канал 28. Так как штоковые полости 18 секции Си А сообщаются между собой, а скорость подвижных частей электродвигателя секции С больше скорости подвижных частей электродвигателя секции А, то в полостях 18 секции С и А увеличивается давление, и жидкость передавливается из полости 18 секции С в полость 18 секции А. Подвижные части секции А разгоняются. Таким образом, кинетическая энергия от затормаживаемой массы передается разгоняемой массе. Передача энергии осуществляется на одной четверти полного хода, длительность этого процесса около одной шестой полного периода Т. За это время поршень 16 подойдет к упору 14, а поршень 15 откроет канал 28.

Для любого другого момента времени 1 — 1, 1 — т„и т.д. картина аналогична. Упоры 13 и 14 воспринимают незначительные усилия, которые регулируются изменением напряжения питающей сети. Подача насоса регулируется изменением частоты питающего тока.

Исходное положение якорей не имеет значения, так как при прохождении через обмотки первых полуволн тока каждый якорь подходит к соответствующему упору.

Вместо двигателей с возвратно-поступательным движением с постоянными магнитами могут быть применены любые другие электродвигатели возвратно-поступательного движения, например электромагнитные, при этом обмотки их должны состоять из двух половин, каждая из которых должна питаться одной полуволной фазы трехфазного напряжения и при протекании отрицательной полуволны, якори всех трех двигателей должны перемещаться в одну сторону, а при протекании положительной полуволны — в противоположную.

591610

Формула изобретения

21

Puz. 1

Поршневой электромагнитный насос, выполненный в виде блока, состоящего из нескольких секций, каждая из которых содержит якорь статор с двумя полуобмотками, запитанными одной полуволной трехфазного тока, первую и вторую рабочие камеры, расположенные по обе стороны от торцов статора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, каждая рабочая камера имеет штоковую полость, причем штоковая полость первой рабо6 чей камеры одной секции соединена с двумя штоковыми полостями вторых рабочих камер двух других секций, а длина каждой штоковой полости выбрана равной одной четверти хода поршня и число секций кратно трем, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 74338, кл. F 04 В 17/04, 1949.

2. Заявка № 1293968/06, кл. F 04 В 17/04, о 1968, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

591610 яииг. 2 сд

Фиг. 3

p„ ф

Риг. 5 g

Ригб О

Составитель Э. Гинзбург

Техред О. Луговая Корректор С. П aTpiJe86 B.

ТиражаТ1 Подписное

Редактор М. Снегирева

Заказ 559/28

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4