ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к устройствам для нагнетания среды путем использования инерции нагнетаемой среды, в частности к насосам с вибрационным приводом.

Известен вибрационный насос, состоящий из катушек, включенных через полупроводниковые выпрямители в сеть электрического тока, направляющей трубы, которая служит втулкой катушки и сердечника с клапанным узлом, выполненного в виде полого стержня, помещенного в направляющую трубу. Признаками, совпадающими с существенными признаками изобретения, являются следующие. Сердечник с клапанным узлом, выполненный в виде полого стержня, помещен в направляющую трубу, на которой установлены электрические катушки.

К недостаткам известного инерционного насоса относится низкая производительность при одинаковой с заявленным объектом потребляемой мощности.

Известен вибрационный насос для вязких жидкостей, выбранный в качестве прототипа и состоящий из вертикальных внешней и внутренней труб, вставленных одна в другую и прикрытых снизу обратными клапанами, причем внутренняя труба через жесткую штангу соединена с коленчатым валом, приводящим ее в возвратно-поступательное движение, при этом внешняя труба соединена с коленчатым валом при помощи тяг, обеспечивающих ее возвратно-поступательное движение в направлении, противоположном движению внутренней трубы. К признакам, совпадающим с существенными признаками заявленного устройства, относятся: рабочими органами являются две трубы, установленные одна в другой с возможностью взаимного перемещения.

Недостатками известного насоса являются его сложность и низкая относительно потребляемой мощности производительность, а также большая масса движущихся частей, снижающая КПД насоса.

Технической задачей изобретения является повышение производительности насоса при снижении маcсы его движущихся частей и повышение КПД.

Поставленная задача достигается тем, что вибрационный насос для жидкостей, содержащий две трубы с обратными клапанами, установленные коаксиально с возможностью взаимного перемещения, и привод, снабжен корпусом со всасывающим клапаном в его торце, а обе трубы установлены в нем с возможностью перемещения и выполнены из ферромагнитного материала, при этом корпус выполнен из немагнитного материала, а привод - электромагнитным, причем длина внутренней трубы меньше длины внешней.

На фиг.1 изображен вибрационный насос в разрезе; на фиг.2 - цикл работы насоса.

Вибрационный насос содержит магнитопровод, состоящий из ярма 1, в средней части которого расположен средний полюс 2, а по каждому из торцов - крайние полюса 3 и 4. Внутри магнитопровода между средним полюсом 2 и полюсами 3 и 4 размещены силовые катушки: катушка 5 рабочего хода и катушка 6 холостого хода, намотанные вокруг неподвижного трубчатого корпуса 7 из немагнитного материала. Внутренняя 9, внешняя 8 трубы и корпус 7 снабжены обратными клапанами 10, 11 и 12 соответственно. Для ограничения хода труб 8 и 9 установлен упор 13, выполненный в виде кольца из эластичного материала. Насос снабжен всасывающим 14 и нагнетающим 15 патрубками.

Насос работает следующим образом.

Его погружают в перекачиваемую жидкость так, чтобы всасывающий патрубок 14 находился ниже уровня поверхности жидкости, при этом возможно и полное погружение насоса в жидкость при соответствующей защите катушек и электроввода от попадания влаги.

В исходном положении внутренняя труба 9 находится в соприкосновении с эластичной пластиной клапана 11 внешней трубы 8, которая контактирует корпусом клапана 11 с эластичной пластиной клапана 12 корпуса 7. При подаче импульса тока в катушку 5 трубы 9 и 8 под действием ЭДС приходят в движение и втягиваются в катушку 5. Рабочий ход трубы 8 короче рабочего хода трубы 9, так как длина последней меньше длины внешней трубы 8, а так как поперечные сечения этих труб соизмеримы, то сила тяги, возникающая внутри трубы 8 под воздействием ЭДС, соизмерима с силой тяги трубы 9. Под действием суммарной силы тяги трубы 9 и 8 электромеханическая система "труба" в трубе" получает ускорение. Полностью втягиваясь в катушку 5, труба 8 останавливается, касаясь упора 13, труба 9 продолжает двигаться под действием собственной силы тяги также до упора 13.

В начальный момент движения труб 9 и 8 в направлении катушки 5 клапаны 10 и 11 закрыты, а клапан 12 корпуса 7 открыт и жидкость входит в полость А корпуса, по мере продвижения трубы 9 относительно трубы 8 клапан 11 также открывается и жидкость входит в полость Б внешней трубы 8. Так осуществляется прямой (рабочий) ход подвижных элементов насоса (см. фиг.2, поз.I-IV).

Обратный (холостой) ход труб 8 и 9 происходит при снятии питающего импульса тока с катушки 5 и подаче его на катушку 6 посредством ярма 1 и полюсов 2, 3 и 4. Начальное ускорение электромеханической системы "труба в трубе", обеспечивается под воздействием суммарной силы тяги труб, при этом клапан 12 корпуса 7 закрывается, а клапаны 10 и 11 труб 9 и 8 открываются, пропуская жидкость сквозь себя, которая заполняет полость Б. Внешняя труба 8, втягиваясь в катушку 6, останавливается, упираясь в эластичную пластину клапана 12, а труба 9 упирается корпусом клапана 10 в эластичную пластину клапана 11. Так происходит обратный ход насоса (фиг.2, поз V-VIII). При снятии питающего импульса тока с катушки 6 и переключения его на катушку 5 цикл повторяется с одновременным вытеснением жидкости из полости Б в нагнетательный патрубок 15 и далее в трубопровод к потребителю.

Заявленный насос найдет свое применение для подачи воды на животноводческие формы, для полива посевов сельскохозяйственных культур, а также для подачи охлаждающей жидкости в зону резания при обработке деталей на металлорежущих станках. Все детали и элементы насоса и индукционной катушки могут быть выполнены на серийном оборудовании, например, трубы путем литья, корпуса клапанов посредством штамповки, а изготовление трубчатого корпуса на термопластавтомате из синтетических материалов, что отвечает требованиям критерия "Промышленная применимость".

Использование: для нагнетания среды путем использования инерции нагнетаемой среды. Сущность изобретения: две трубы с обратными клапанами установлены коаксиально с возможностью взаимного перемещения. Обе трубы установлены в корпусе, имеющем в торце всасывающий клапан, с возможностью перемещения и выполнены из ферромагнитного материала, корпус - из немагнитного материала, привод - электромагнитным. Длина внутренней трубы меньше длины внешней. 2 ил.

ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС для жидкостей, содержащий две трубы с обратными клапанами, установленные коаксиально с возможностью взаимного перемещения, и привод, отличающийся тем, что насос снабжен корпусом со всасывающим клапаном в его торце, а обе трубы установлены в нем с возможностью перемещения и выполнены из ферромагнитного материала, при этом корпус выполнен из немагнитного материала, а привод - электромагнитным, причем длина внутренней трубы меньше длины внешней.