Поршневой насос с электромагнитным приводом

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2514450:

Закрытое Акционерное Общество "Инженерно-технический Центр" (RU)

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.

Область техники

Изобретение относится к гидравлическим насосам, в частности к поршневым насосам возвратно-поступательного действия, которые могут быть использованы в том числе для дозированной подачи жидкого топлива к камере сгорания автомобильных подогревателей и других теплогенераторов.

Уровень техники

Известен поршневой насос с электромагнитным приводом с расположенными по торцам впускным и выпускным отверстиями. Насос состоит из корпуса, в который установлены катушка и якорь с образованием якорной полости, заполняемой перекачиваемой средой. В осевую расточку якоря одним концом устанавливают нагруженный пружиной поршень с возможностью совершать возвратно-поступательное движение. Другой конец поршня устанавливают в гильзе с образованием рабочей камеры.

Рабочая камера через радиальные отверстия круглого сечения, выполненные в гильзе, соединена с якорной полостью, а та в свою очередь через впускной клапан периодически соединяется с впускным отверстием насоса, а также с нагнетательным клапаном. Нагнетательный клапан имеет нагруженный пружиной подвижный затвор, опирающийся на кольцевую уплотнительную поверхность. Клапан собран в корпусе, который перемещается вдоль оси поршня и тем самым регулирует объем рабочей камеры, определяющий величину цикловой подачи насоса (подача за однократное перемещение поршня в такте нагнетания) (SU 1732820).

Недостатками данного насоса является его недостаточная энергоэффективность при регулировке на максимальную подачу.

Задача данного изобретения - усовершенствование насоса с целью увеличения его максимальной цикловой подачи без изменения габаритов насоса и характеристик магнита.

Раскрытие изобретения

Поставленная задача решается следующим образом.

В поршневой насос с электромагнитным приводом, содержащий корпус с расположенными по его торцам входным и выходным отверстиями, магнитную катушку и якорь, установленные с образованием якорной полости, заполняемой перекачивающей средой, размещенные в осевом отверстии каркаса магнитной катушки гильзу и подпружиненный возвратной пружиной поршень, установленный в якорь с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов с образованием рабочей и якорной камеры,внесен отличительный признак, заключающийся в том, что входные отверстия гильзы выполнены щелевыми и их продольная ось расположена перпендикулярно оси перемещения поршня.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен поршневой насос, продольный разрез; на фиг.2 рабочая камера насоса с входными щелевыми отверстиями в гильзе.

Поршневой насос с электромагнитным приводом (фиг.1) содержит корпус 1 с расположенными по его торцам входным 2 и выходным 3 отверстиями, магнитную катушку 4 и якорь 5, установленные с образованием якорной полости 6, наполненной перекачиваемой средой, размещенные в осевом отверстии каркаса 7 катушки 4, гильзы 8 с образованием рабочей камеры 9 и подпружиненный возвратной пружиной 10 поршень 11, установленный в якорь 5, с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов. Рабочая камера 9 имеет средства распределения для периодического сообщения с якорной полостью 6 и выходным отверстием 3, включающая нагнетательный клапан с нагруженным пружиной 12 шариком 13, корпусом клапана 15, входными отверстиями 14 в гильзе 8.

Описание работы насоса

В исходном положении при подаче импульса тока на клеммы катушки 4 (фиг.1) и возникновении магнитного поля якорь 5 и соединенный с ним поршень 11, преодолевая сопротивление возвратной пружины 10, перемещается влево к корпусу клапана 15 рабочей камеры 9, уменьшая объем последней. Уменьшение объема рабочей камеры 9 приводит, после перекрытия поршнем 11 входных отверстий 14 в гильзе 8, к росту давления в ней. Шарик 13 открывает отверстие в корпусе клапана и перекачиваемая среда из рабочей камеры 9 поршнем 11 вытесняется в отверстие 3 (рабочий ход). При снятии напряжения, поступающего к магнитной катушке 4, возвратная пружина 10 воздействует на якорь 5 и он вместе с поршнем 11 перемещается вправо от торца корпуса клапана 15, увеличивая тем самым размер рабочей камеры 9. Увеличение объема рабочей камеры 9 приводит к снижению давления в ней и при приближении поршня 11 в крайнее правое положение открываются входные отверстия 14 в гильзе 8 и перекачиваемая среда из якорной полости 6 переходит в рабочую камеру 9. В крайнем правом положении поршня демпфирующий элемент из эластомера 16, установленный в торец якоря, входит в соприкосновение с торцом упора 17, который имеет определенную конфигурацию, обеспечивающую герметичное перекрытие входного отверстия 2 при минимальном преднатяге возвратной пружины 10. Левый торец поршня при этом располагается на уровне правой кромки входных отверстий 14 в гильзе 8. Давление в якорной полости 6 падает за счет соединения с рабочей камерой 9. При подаче напряжения на катушку 4 якорь 5 с поршнем 11 перемещается влево и перекачиваемая среда из отверстия 2 перетекает в якорную полость 6 (ход всасывания).

Величина цикловой подачи насоса определяется объемом рабочей камеры и равна произведению площади поперечного сечения поршня 11 на расстояние В, прошедшее поршнем при рабочем ходе, т.е. от крайней левой кромки входного отверстия 14 до правого торца корпуса клапана 15. При этом величина максимального хода поршня ограничена величиной полного хода якоря - А, который в основном зависит от характеристик магнита. Поэтому максимальный рабочий ход поршня равен разнице между полным ходом якоря А и величиной входного отверстия 14 гильзы 8. В насосах данного типа отверстия в гильзе имеют круглое сечение и эта величина равна их диаметру d:

B=A-d.

Чтобы увеличить максимальную цикловую подачу насоса, необходимо увеличить рабочий ход поршня, для чего достаточно выполнить входные отверстия 14 в гильзе 8 (фиг.2) щелевыми с шириной h меньшей, чем диаметр круглого отверстия эквивалентной площади проходного сечения.

Например, в существующих насосах с диаметром поршня 6 мм, рабочим ходом 4 мм применение щелевого отверстия с шириной h=1 мм вместо круглого отверстия ø2 мм позволяет увеличить максимальную подачу на 25%.

Достигаемым техническим результатом является улучшение энергоэффективности насоса за счет увеличения его максимальной цикловой подачи без изменения основных размеров деталей насоса и характеристик магнита.

Поршневой насос с электромагнитным приводом, содержащий корпус с расположенными по его торцам входным и выходным отверстиями, магнитную катушку и якорь, установленные с образованием якорной полости, заполняемой перекачивающей средой, размещенные в осевом отверстии каркаса магнитной катушки гильзу и подпружиненный возвратной пружиной поршень, установленный в якорь с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов с образованием рабочей и якорной камеры, отличающийся тем, что входные отверстия гильзы выполнены щелевыми и их продольная ось расположена перпендикулярно оси перемещения поршня.

Похожие патенты:

Электромагнитный насос // 2476720

Электромагнитный насос // 2424447

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.

Поршневой насос для подачи жидкости // 2380571

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

Способ управления насосным узлом // 2362039

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

Электромагнитный насос // 2330990

Электромагнитный насос // 2316672

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.

Электроприводное устройство // 2300665

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.

Возвратно-поступательный гидравлический насос // 2285150

Электромагнитный насос // 2263227

Объемный насос // 2232291

Электромагнитный глубинный насос // 2520782

(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.

Насосная установка // 2521530

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.

Погружной электронасос // 2521534

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.

Насосная установка с погружным линейным вентильным электродвигателем // 2522347

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.

Погружная насосная установка с линейным электродвигателем открытого типа // 2535288

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.

Поршневой насос с регулировкой давления, имеющий магнитный привод // 2553887

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.

Источник питания для компенсации электромагнитного насоса и система электромагнитного насоса // 2554120

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.

Дозирующее устройство с питанием от батареек // 2557829

Изобретение относится к дозирующему устройству (100) для выдачи заданного объема жидкости, содержащему электромагнит (111) и выполненному с возможностью поддержания насоса (112) с намагничиваемым насосным элементом (110), перемещаемым под воздействием электромагнита, когда насос поддерживается в дозирующем устройстве. Дозирующее устройство дополнительно содержит портативный источник напряжения (113), выполненный с возможностью возбуждения электромагнита повторяющимися импульсами тока и измерения силы тока по меньшей мере один раз в каждом импульсе, оценивая тем самым количество электрического заряда, передаваемое в каждом импульсе, пока не будет передано полное количество электрического заряда, соответствующее заданному объему жидкости, подлежащему выдаче. Другим объектом изобретения является способ, включающий импульсное возбуждение электромагнита, приводящего в действие насос, имеющий намагничиваемый насосный элемент. Увеличивается срок годности жидких продуктов путем возможности хранения и работы раздаточного устройства в холодильнике. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Погружной насосный агрегат // 2577671

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти. Насосный агрегат содержит корпус, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, ротор, статор и индукционные катушки. Пара плунжер-цилиндр выполнена в виде линейного насоса. Плунжер состоит из металлической трубки с постоянными магнитами со встречными полюсами, чередующимися с металлическими вставками, является одновременно и ротором насосного агрегата. Цилиндр ротора выполнен из чередующихся сплавленных колец из ферромагнитного и немагнитного материалов и выполняет роль изолирующей трубы. Статор состоит из цилиндра, выполненного из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов и индукционных катушек, заключенных в короба-сердечники. Расстояние между цилиндром ротора и цилиндром статора выполнено с обеспечением минимального зазора. Индукционные катушки и короба-сердечники выполнены со сквозными круглыми отверстиями, расположенными соосно со всеми индукционными катушками и коробами-сердечниками, в которые вставлены тепловые трубки, являющиеся теплоотводом. Увеличивается мощность и теплоотвод. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.