Электромагнитный насос


 


Владельцы патента RU 2424447:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к гидравлическим насосам, в частности к электромагнитным насосам возвратно-поступательного действия, и может быть использовано для перекачки и создания высокого давления текучих сред. Электромагнитный насос состоит из статора, который собран из двух симметричных броневых магнитопроводов. Магнитопровод состоит из основного 1 и промежуточного 2 полюсов. Магнитопроводы собираются болтовыми соединениями 4 через уплотнительную гидроизоляционную прокладку 5. В статоре находятся две намагничивающие катушки, нижняя 8 и верхняя 9, изолированные прокладками 10, 11. Якорь-поршень электромагнитного насоса состоит из немагнитной трубы 12, на которую насажены магнитные 13 и немагнитные 14 элементы. Также на немагнитной трубе 12 закреплены поршни, нижний 15 и верхний 16, которые находятся в цилиндрах: соответственно нижний в нижнем цилиндре 17, верхний в верхнем цилиндре 18. В немагнитной трубе 12 якоря-поршня имеется внутренний поршень 21. В нижней части вовнутрь трубы вкручивается клапанный механизм одностороннего действия. Клапанный механизм состоит из шарика-клапана 23 и седла 24 с ограничителем хода. Имеется вторичный поршневой механизм для создания бесперебойного потока жидкости, состоящий из трубы 25, закрепленного на ней вторичного поршня 26 и клапанного механизма, смонтированного внутри трубы 25 при помощи резьбового соединения 27. Труба вторичного поршня жестко закреплена в цилиндре 18 при помощи упора 30 и резьбового соединения 31. Упрощается сборка и повышается производительность. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к гидравлическим насосам, в частности к электромагнитным насосам возвратно-поступательного действия, и может быть использовано для перекачки и создания высокого давления текучих сред.

Уровень техники

Известен электромагнитный насос, содержащий корпус, внутри которого размещен неподвижный магнитопровод с двумя соосными катушками, между которыми установлен подвижный якорь на штоке, концы штока жестко закреплены в установленных в корпусе мембранах, образующих рабочие камеры в торцевых частях корпуса, оба конца штока упираются через упругие элементы в неподвижные части аппарата, причем, шток снабжен двумя упорами, каждый из которых жестко закреплен на нем между мембраной и магнитопроводом, корпус выполнен из двух магниторазвязанных полукорпусов из магнитопроводящего материала, жестко связанных через герметизирующую прокладку между собой, катушки с обмотками управления и подмагничивания установлены в каждом из них, стенки каждой рабочей камеры со стороны, противоположной мембране, выполнены в виде клапанного узла с впускными и выпускными быстродействующими клапанами в виде смыкающихся кольцевых манжет, а упругий элемент выполнен в виде кольца с поперечным сечением в виде усеченного конуса из эластичного материала с отверстием внутри него, установленного в обойму в виде двух соосных со штоком концентрических цилиндров, закрепленную на внешнем торце магнитопровода, а упоры упираются в упругие элементы (см. патент РФ №2037253, кл. F04B 17/04).

Недостатки данного аналога в следующем: конструкция является недостаточно технологичной, невозможность ее включения трубопроводную систему, сложность забора нагнетаемой жидкости, несовершенная клапанная система.

Известен электромагнитный насос, содержащий цилиндр и магнитный поршень с проходным каналом, в котором встроен обратный клапан, а также две размещенные вдоль оси цилиндра электрические катушки с витками, расположенными по спирали с возможностью электромагнитного взаимодействия с поршнем и охватывающими цилиндр, имеющий впускной и выпускной патрубки, электрические катушки выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра с формированием выпуклой внешней поверхности каждой катушки в виде тела вращения с образующей, состоящей из, по меньшей мере, одного участка параболы, при этом обратный клапан выполнен с двумя соосными седлами, одно из которых выполнено с возможностью герметичного разделения полостей цилиндра, а другое - с возможностью пропускания рабочей среды (см. патент РФ №63465, кл. F04B 17/04).

Недостатки данного аналога в следующем: магнитная система является не эффективной, а также он снабжен корпусом, снабженным подводом для хладоносителя, это не всегда нужно, так как проходящая через насос жидкость охлаждает его.

Известен электромагнитный насос, состоящий из электромагнита и соединенного с ним поршневого водяного насоса, представляющий собой единый агрегат и содержащий корпус электромагнита с размещенной внутри обмоткой и корпус водяного насоса в виде цилиндра, жестко соединенные между собой, якорь электромагнита и поршень водного насоса, соединенные жестко между собой, впускной клапан, вмонтированный в поршень водяного насоса, подающую трубу, жестко соединенную с корпусом водного насоса, выпускной клапан, вмонтированный в подающую трубу, при этом между якорем электромагнита и поршнем водяного насоса установлен шток, на одном конце которого крепится поршень, а другой конец имеет резьбовую часть, которая вворачивается в якорь с возможностью регулирования за счет этого его рабочей длины, на шток надета рабочая пружина, упирающаяся одним концом в поршень, а другим концом упирающаяся в регулировочную гайку, находящуюся на резьбе упорной втулки, надетой на шток со стороны якоря и упирающейся в корпус электромагнита, а между корпусом электромагнита и корпусом водного насоса установлен стакан с окнами, жестко соединяющий их между собой (см. патент РФ №2263227, кл. F04B 17/04).

Недостатки данного аналога в следующем: магнитная система является не эффективной, так как электромагнит работает только в одну сторону, в другую сторону движение осуществляется за счет пружины. Также в насосе создается не постоянный поток жидкости.

В качестве прототипа выбрана конструкция электромагнитного насоса, содержащего статор, якорь-поршень и пружину, установленную на одном торце якоря-поршня, при этом статор содержит цилиндрический корпус и размещенную в корпусе намагничивающую катушку, насос дополнительно содержит клапанный отсек, соединенный с корпусом статора со стороны пружины, а в корпусе статора установлена вторая намагничивающая катушка, отделенная от первой намагничивающей катушки прокладкой из немагнитного материала, при этом катушки снабжены магнитными полюсами, разделенными втулками из немагнитного материала, причем якорь-поршень выполнен в виде трубы из немагнитного материала, на которую насажены кольца из магнитного и немагнитного материала, а кольца якоря-поршня и магнитные полюса намагничивающих катушек установлены с возможностью создания продольной магнитодвижущей силы, действующей на якорь-поршень в прямом и обратном направлениях, при этом на торце трубы якоря-поршня со стороны пружины установлена насадка из немагнитного материала с внутренним отверстием, служащая гидростатическим сопротивлением, а в клапанном отсеке размещен шарик, выполненный с возможностью перекрытия рабочего канала, при этом на внутренней поверхности клапанного отсека установлены ограничители хода якоря-поршня (см. патент РФ №2074983, кл. F04B 17/04).

Прототип имеет следующие недостатки: недостаточно эффективная магнитная система на единицу массы и мощности, а следовательно, и низкий коэффициент полезного действия, а также наличие только одного клапанного отсека.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут, сводится к существенному упрощению процесса сборки конструкции и повышению производительности (наличие двух намагничивающих катушек, работающих от сети 50 Гц, и вторичного поршневого механизма).

Технический результат достигается с помощью электромагнитного насоса, содержащего статор цилиндрической формы с намагничивающими катушками, разделенными между собой промежуточными полюсами, и якоря-поршня, выполненного в виде трубы из немагнитного материала, на которую насажены магнитные и немагнитные элементы, статор, образованный двумя симметричными броневыми магнитопроводами, которые состоят из основных и закрепленных в них при помощи резьбового соединения промежуточных полюсов, магнитопроводы собираются болтовыми соединениями через уплотнительную гидроизоляционную прокладку, внутри статора собраны магнитные и немагнитные уплотнительные элементы, причем электромагнитный насос снабжен вторичным поршневым механизмом с возможностью создания бесперебойного потока жидкости, состоящим из трубы, вторичного поршня и клапанного механизма, смонтированного внутри трубы при помощи резьбового соединения, клапанный механизм вторичного поршня одностороннего действия и состоит из шарика-клапана и седла с ограничителем хода, труба вторичного поршня жестко закреплена в цилиндре при помощи упора и резьбового соединения.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлен общий вид электромагнитного насоса.

Осуществление изобретения

Электромагнитный насос состоит из статора (на чертеже не обозначен), который собран из двух симметричных броневых магнитопроводов (на чертеже не обозначен). В свою очередь, магнитопровод состоит из основного полюса 1 и промежуточного полюса 2, закрепленного в основном полюсе 1 при помощи резьбового соединения 3. Магнитопроводы собираются болтовыми соединениями 4 через уплотнительную гидроизоляционную прокладку 5. Рабочая поверхность основного полюса 1 покрыта тонким слоем немагнитного материала 6, 7 (для избегания залипания якоря). Также в статоре находятся две намагничивающие катушки, нижняя 8 и верхняя 9, изолированные прокладками 10, 11.

Якорь-поршень (на чертеже не обозначен) электромагнитного насоса состоит из немагнитной трубы 12, на которую насажены магнитные 13 и немагнитные 14 элементы. Также на немагнитной трубе 12 закреплены поршни, нижний 15 и верхний 16, которые находятся в цилиндрах: соответственно нижний в нижнем цилиндре 17, верхний в верхнем цилиндре 18. Цилиндры, в свою очередь, соединены со статором при помощи резьбового соединения 19 и 20. Также в немагнитной трубе 12 якоря-поршня (на чертеже не показан) имеется внутренний поршень 21, и в нижней части вовнутрь трубы вкручивается (резьбовое соединение 22) клапанный механизм одностороннего действия (на чертеже не обозначен). В клапанный механизм входят шарик-клапан 23 и седло с ограничителем хода 24.

В электромагнитном насосе имеется вторичный поршневой механизм (на чертеже не обозначен) для создания бесперебойного потока жидкости, состоящий из трубы 25, закрепленного на ней вторичного поршня 26 и клапанного механизма (на чертеже не показан), смонтированного внутри трубы 25 при помощи резьбового соединения 27. Клапанный механизм вторичного поршневого механизма также одностороннего действия и состоит из шарика-клапана 28 и седла с ограничителем хода 29. Труба вторичного поршня 25 жестко закреплена в верхнем цилиндре 18 при помощи упора 30 и резьбового соединения 31.

Электромагнитный насос соединяется с всасывающим 32 и напорным 33 трубопроводом через фланцевое соединение 34 нижнее и 35 верхнее и уплотнительные прокладки 36 и 37 болтовым соединением 38 и 39.

Также в электромагнитном насосе внутри трубы 12 образуются камера 40 и подготовительная камера 41, которая соединяется с напорным трубопроводом 33 через отверстие 42.

Электромагнитный насос работает следующим образом.

При отсутствии тока в намагничивающих катушках 8, 9 якорь-поршень находится в исходном состоянии, так называемой нижней мертвой точке. Если насос погружен в воду, то из всасывающего трубопровода 32 под действием атмосферного давления она поступает в камеру 40 и заполняет ее. Шарик-клапан 23 находится в равновесном состоянии (не тонет, не плавает) и удерживается седлом с ограничителем хода 24.

При подаче напряжения на верхнюю намагничивающую катушку 9 через нее протекает ток, который создает переменное магнитное поле. Силовые линии магнитного поля встречают на своем пути магнитные сопротивления в виде воздушного зазора и немагнитных элементов 14, замыкаются через верхний магнитный полюс статора 1 и магнитный элемент 13 якоря-поршня и создают магнитодвижущую силу (МДС). Под действием МДС якорь-поршень перемещается вверх. Жидкость сжимается в замкнутом объеме камеры 40 и поступает через клапанный механизм вторичного поршня (на чертеже не показан) в напорный трубопровод 33 и через отверстие 42 в подготовительную камеру 41.

При подаче напряжения на нижнюю намагничивающую катушку 8 в ее обмотке протекают аналогичные электромагнитные процессы, и якорь-поршень (на чертеже не показан) передвигается вниз до достижения нижней мертвой точки, создается наибольшая МДС. Так как вторичный поршень 26 остается неподвижным, а якорь-поршень и немагнитная труба 12 опускаются вниз, в камере 40 создается область пониженного давления, и жидкость устремляется в нее, одновременно из подготовительной камеры 41 за счет внутреннего поршня 21 через отверстие 42 жидкость выдавливается в напорный трубопровод 33.

По сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями предлагаемое изобретение имеет ряд преимуществ.

А именно в данном электромагнитном насосе благодаря двойной поршневой системе создается постоянный поток жидкости. Его можно использовать как в системе для повышения давления жидкости, так и непосредственно для подъема жидкости с большой глубины.

Данная конфигурация магнитной системы позволяет перераспределить и увеличить магнитный поток в области рабочего зазора, а следовательно, повысить коэффициент полезного действия электромагнитного насоса.

Повышается коэффициент полезного действия электромагнитного насоса на 30%.

Улучшаются массогабаритные показатели.

Снижаются затраты на эксплуатацию.

Увеличивается быстрота хода якоря.

Электромагнитный насос, содержащий статор цилиндрической формы с намагничивающими катушками, разделенными между собой промежуточными полюсами, и якорь-поршень, выполненный в виде трубы из немагнитного материала, на которую насажены магнитные и немагнитные элементы, отличающийся тем, что статор образован двумя симметричными броневыми магнитопроводами, которые состоят из основных и закрепленных в них при помощи резьбового соединения промежуточных полюсов, магнитопроводы собираются болтовыми соединениями через уплотнительную гидроизоляционную прокладку, внутри статора собраны магнитные и немагнитные уплотнительные элементы, причем электромагнитный насос снабжен вторичным поршневым механизмом с возможностью создания бесперебойного потока жидкости, состоящим из трубы, вторичного поршня и клапанного механизма, смонтированного внутри трубы при помощи резьбового соединения, клапанный механизм вторичного поршня одностороннего действия состоит из шарика-клапана и седла с ограничителем хода, труба вторичного поршня жестко закреплена в цилиндре при помощи упора и резьбового соединения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использовано для обеспечения жидким топливом. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к насосам, использующим для своей работы электрическую энергию, в частности к электромагнитным насосам, у которых приводом или силовым элементом является электромагнит, использующий энергию накопительного конденсатора.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения и может быть использовано в различных электропроводных устройствах, в частности в отбойных молотках, в устройствах для забивания свай, для развальцовки, в бурильной технике.

Изобретение относится к устройству насосов и может быть использовано, в частности, для перекачивания веществ различной плотности, как жидкостей, так и газов. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к поршневым насосам с электромагнитным приводом, предназначенным преимущественно для перекачивания жидкого топлива для отопительных приборов. Поршневой насос предназначен для подачи жидкости поршнем, выполненным с электромагнитным приводом. Поршень опирается на возвратную пружину. Напротив поршня расположен центральный фланец, в котором установлен корпус нагнетательного клапана. Перемещение корпуса позволяет изменять объем рабочей камеры насоса и тем самым регулировать подачу насоса от минимальной величины до максимальной. Входные отверстия гильзы, выполненные щелевыми, продольная ось которых расположена перпендикулярно оси перемещения поршня, позволяют увеличить величину максимальной подачи насоса. Достигаемым техническим результатом является улучшение энергоэффективности насоса за счет увеличения его максимальной цикловой подачи без изменения основных размеров деталей насоса и характеристик магнита. 2 ил.

(57) Изобретение относится к глубинным гидравлическим насосам, а именно к электромагнитным насосам. В нижнем торце корпуса 1 имеется клапанный узел 4 с запорными шарами 5 и установлен амортизатор 7. В корпусе 1 также размещена система поршней нагнетающих ступеней. Поршень 8 первой ступени, размещенный над амортизатором 7, выполнен в виде клапана с шаровым запорным органом (шары 9). В теле поршней 10, 11 второй и третьей ступеней размещены катушки индуктивности 12, 13 соответственно. Поршни имеют осевые отверстия 14 и отделены друг от друга камерами 15, 16 и 17. Насос снабжен дополнительной катушкой индуктивности 18. В выходной камере 19 размещен дополнительный выходной поршень 20. Шток 21 дополнительного выходного поршня 20 выполнен полым и заглублен в осевое отверстие дополнительной катушки 18. В боковых стенках выходной камеры имеются радиальные отверстия 22, расположенные под дополнительным выходным поршнем 20. Поршни 8, 10, 11 нагнетательных ступеней снабжены патрубками 23, торцы которых заглублены в осевые отверстия поршней последующих ступеней. Патрубок поршня третьей ступени заглублен в осевое отверстие дополнительной катушки 18. В осевых отверстиях поршней 10, 11 и в осевом отверстии дополнительной катушки 18 имеются ограничители, предотвращающие выход патрубков из отверстий. Патрубок поршня последней ступени взаимодействует со штоком 21 поршня 20. В основаниях патрубков имеются радиальные отверстия 24. Обеспечивается суммирование хода за счет применения многоступенчатой нагнетательной конструкции с раздельными поршнями. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосных установках для поднятия жидкостей с больших глубин объемными насосами, приводимыми в действие электродвигателями. Установка включает в себя насос объемного действия и погружной линейный вентильный электродвигатель, неподвижные и соответственно подвижные части соединены между собой. Статор электродвигателя и его подвижная часть (бегун) выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения бегуна относительно статора. Полость электродвигателя связана с окружающей средой через фильтр, а с полостью насоса через уплотнение между штоком и корпусом. Статор электродвигателя в области между внешней поверхностью обмотки и внутренней поверхностью корпуса электродвигателя содержит продольные сквозные каналы, соединяющие полости, расположенные по обе торцовые стороны статора. Повышается срок службы установки и улучшается ее тепловой режим. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам для откачки текучей среды преимущественно из нефтяных малодебитных скважин. Поршень электронасоса совмещен с бегуном 3, имеющим герметичную поперечную перегородку 6, расположенную во внутренней цилиндрической полости бегуна 3. В этой полости бегуна 3 находится неподвижный полый шток 7, сопряженный с внутренней цилиндрической поверхностью полости бегуна 3 через узел уплотнения 8, который расположен на внешней поверхности штока 7. Внутренняя полость штока 7 и связанная с ней внутренняя полость бегуна соединена каналом с рабочей камерой 20 насоса, сообщающейся с внешней перекачиваемой средой и с выходным трубопроводом через впускной 11 и выкидной клапаны 14 соответственно. Повышаются энергетические характеристики, повышается надежность и ресурс. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установкам с насосами объемного действия, приводимыми в действие погружными линейными электродвигателями. Установка содержит погружную часть, включающую в себя насос и погружной линейный вентильный электродвигатель. Подвижная часть (бегун) выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения. Управляющий электронный блок состоит из наземной и погружной частей. Погружной блок выполнен в виде инвертора, размещенного в герметичном корпусе с нормальным давлением воздуха внутри. Выход инвертора электрически связан с наземной частью и обмоткой через гермовводы. Управляющий блок инвертора связан с чувствительными элементами датчика положения бегуна через дополнительные гермовводы. Содержит счетчик шагов бегуна. Наземный блок выполнен в виде последовательно соединенных входного выпрямителя, однофазного высокочастотного инвертора-регулятора и выходного выпрямителя. Повышаются энергетические показатели установки. 4 з.п. ф -лы, 2 ил.

Насос // 2527928
Изобретение касается насоса для нагнетания текучей среды. Насос включает в себя впуск, выпуск и камеру нагнетания. Между впуском и камерой нагнетания или между камерой нагнетания и выпуском расположен клапан (17). Клапан (17) имеет корпус (30) клапана с направленным в направлении выпуска седлом (32) клапана и взаимодействующий с седлом (32) клапана элемент (31a) клапана. Элемент (31a) клапана нагружен с предварительным напряжением относительно седла (32) клапана в закрытом положении клапана (17). Подъем элемента (31a) клапана против предварительного напряжения позволяет текучей среде проходить в направлении нагнетания. Корпус (30) клапана помещен в гнезде (15c) части (15) насоса. Насос, у которого снижено развитие шумов и вибраций, в соответствии с изобретением получается благодаря тому, что корпус (30) клапана при эксплуатации насоса обладает возможностью осевого перемещения относительно вмещающего его гнезда (15c). 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным установкам для добычи нефти из малодебитных скважин. Установка содержит линейный электродвигатель и насос с возвратно-поступательным действием рабочего органа (плунжера, поршня), связанного с подвижной частью электродвигателя (бегуном). Полость статора электродвигателя с обмоткой выполнена герметичной. Полость электродвигателя, образованная статором, корпусом и бегуном, заполнена жидкостью. Бегун перемещается в опорных элементах, расположенных в статоре. Установка снабжена торцевыми щитами между полостями насоса и электродвигателя, средствами защиты полости электродвигателя от механических примесей и фильтрами, имеющими характеристики фильтров тонкой очистки. Фильтры расположены в корпусе электродвигателя между статором и торцевыми щитами, внешняя поверхность торцевых щитов плотно соединена с корпусом, внутренняя поверхность торцевых щитов механически контактирует с поверхностью бегуна через средства защиты полости электродвигателя от механических примесей. Установка имеет повышенный срок службы за счет улучшения условий работы опорных узлов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в поршневых насосах, имеющих магнитный привод. Насос имеет первое пространство (25; 125) рабочего объема и второе пространство (26; 126) рабочего объема, которые отделены друг от друга поршнем (7). Эти два пространства (25, 26; 125, 126) рабочего объема соединены друг с другом каналом (28) для текучей среды. Перепускной клапан (9; 109), который предпочтительно пропускает поток из первого пространства (25; 125) рабочего объема во второе пространство (26; 126) рабочего объема, расположен в канале (28). Еще один обратный клапан (14; 130) расположен в области перехода между впускным каналом (13) и первым пространством (25) рабочего объема или в области перехода между вторым пространством (26; 126) рабочего объема и выпускным каналом (19). Якорь (6) магнитного привода жестко соединен с поршнем (7). Преднапряжение возвращающего средства (8; 22) соответствует выбранному установочному значению давления в выпускном канале (19) и его можно установить путем смещения статического установочного места пружинного средства (23; 29). 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении коэффициента мощности. В системе источника питания для компенсации электромагнитного насоса, который выполняет функцию повышения коэффициента мощности, параллельно электромагнитному насосу предусмотрен механизм (10) источника питания как у синхронной машины во время нормальной работы установки. В механизме (10) источника питания для компенсации электромагнитного насоса предусмотрено устройство (45) с постоянным магнитом статора возбудителя, которое может переключать возбудитель между невозбужденным состоянием и возбужденным состоянием. Устройство (45) с постоянным магнитом статора возбудителя содержит постоянные магниты (15a) статора возбудителя, пружины (16), которые прикладывают силу к постоянным магнитам (15a) статора возбудителя в направлении положения, обращенном к обмотке (15b) ротора возбудителя, и электромагнитные соленоиды (20), которые обеспечивают перемещение постоянных магнитов (15a), статора возбудителя в положения, в которых они не обращены к обмотке (15b) ротора возбудителя при сопротивлении силе, приложенной пружинами (16). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх