ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 2000 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к машиностроению, электромашиностроению, электротехнике, в частности производству погружных насосов с электромагнитным вибрационным приводом, и может быть использовано для подъема неагрессивных жидкостей, преимущественно воды, из скважин, колодцев и других емкостей.

Широко известен электромагнитный вибрационный насос типа "Малыш" [1], содержащий корпус, размещенный в нем электромагнитный вибратор с магнитопроводом и обмоткой, якорь которого посредством штока связан с поршнем, амортизатором и диафрагмой, впускной клапан и выпускной патрубок.

В этом насосе "выталкивание" воды происходит за счет упругих сил амортизатора, что не позволяет создавать относительно высокого давления на выходе насоса и, как следствие, не позволяет поднимать воду со значительных глубин.

Наличие больших потоков рассеяния электромагнитной системы, используемой в вибраторе, не позволяет развить в ограниченном объеме больших электромагнитных усилий, что приводит к потере полезной мощности.

Все вышесказанное, в конечном счете, определяет низкий КПД насоса.

Низкая технологичность электромагнитной системы стержневого типа приводит к высокой трудоемкости его изготовления и сборки и, следовательно, повышению стоимости производства.

Известна конструкция электромагнитного вибрационного насоса [2], содержащая также корпус, электромагнитный вибратор с магнитопроводом, электрической обмоткой и якорем, связанным штоком с поршнем тела вибрирующего плавника, амортизатор, диафрагму, клапан, перекрывающий впускные отверстия, выполненные в корпусе, выпускной патрубок.

Отличием конструкции данного насоса является особое изготовление обмотки вибратора, что позволило повысить надежность и снизить его массогабаритные параметры, но не устранило недостатки, присущие аналогу.

В задачу, решаемую настоящим изобретением, входит устранение вышеуказанных недостатков за счет конструктивной особенности выполнения электромагнитной системы вибратора, использования энергии магнитного поля для выталкивания воды из рабочей камеры и размещения впускного клапана и выпускного патрубка в верхней части насоса.

Технический результат изобретения заключается в повышении КПД, производительности, напора, надежности в эксплуатации, повышении технологичности изготовления, уменьшении диаметра, длины и массы насоса.

Указанные выше достоинства изобретения обеспечиваются тем, что в предлагаемом погружном электромагнитном вибрационном насосе, содержащем корпус, размещенные в нем электромагнитный вибратор с магнитопроводом и обмоткой, якорь которого посредством штока связан с поршнем, амортизатором и диафрагмой, рабочую камеру, впускной клапан и выпускной патрубок. Корпус насоса имеет верхнюю и нижнюю крышки. В нижней крышке установлена диафрагма, а в верхней крышке - впускной клапан и выпускной патрубок. Амортизатор установлен между верхней крышкой и корпусом.

Магнитопровод вибратора выполнен по броневому типу и состоит из трех частей, а именно из двух цилиндрических сердечников из ленточной электротехнической стали, размещенных один в другом с зазором, в котором установлена катушка с обмоткой и третьего шихтованного сердечника - ярма, выполненного в виде шайб из пластин электротехнической стали и служащего для замыкания магнитопроводов упомянутых выше цилиндрических сердечников. Центральный сердечник магнитопровода вибратора имеет отверстие для прохода штока, а закрепленный на штоке якорь размещен между нижними торцами сердечников магнитопровода и диафрагмой и выполнен аналогично ярму.

Выполнение магнитопровода по броневому типу позволяет существенно уменьшить потоки рассеяния, благодаря чему удается в ограниченном объеме развивать значительные электромагнитные усилия, что снижает энергозатраты и увеличивает глубину скважины, с которой можно качать воду.

Размещение впускного клапана и выпускного патрубка в верхней крышке (части корпуса насоса) позволяет:
во-первых, обезопасить насос от засорения частицами грунта;
во-вторых, не позволяет перегреться электромагнитной системе вибратора, так как при понижении уровня воды ниже впускного клапана электромагнитная система все равно останется в воде и будет хорошо охлаждаться.

Установка диафрагмы в нижней крышке, а амортизатора в верхней части насоса, увеличивает расстояние между точками крепления в них штока, что позволяет снизить требования к точности сборки и повысить технологичность изготовления насоса.

Размещение якоря в нижней части насоса, под нижними торцами сердечников магнитопровода, позволяет направить усилие электромагнитной системы на развитие рабочего давления насоса, которое больше, чем давление, развиваемое за счет упругих свойств амортизатора. Это обстоятельство и броневая конструкция магнитопровода позволяют уменьшить диаметр, длину и массу насоса.

В конечном счете, указанные выше отличия позволяют создать насос с высокими технико-эксплуатационными характеристиками.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано продольное сечение насоса предлагаемой конструкции.

Насос содержит корпус 1, верхнюю и нижнюю крышки 2 и 3 соответственно. В верхней крышке 2 имеется рабочая камера 4 и установлены впускной клапан 5 и выпускной патрубок 6. В нижней крышке установлена диафрагма 7. В корпусе 1 размещен электромагнитный вибратор с якорем 8, выполненным в виде шайбы из электротехнической стали, закрепленный на штоке 9, на верхнем конце которого укреплен поршень 10, а под ним, между верхней крышкой и корпусом, установлен амортизатор 11. Нижний конец штока 9 закреплен в диафрагме 7. Электромагнитный вибратор имеет магнитопровод броневого типа и состоит из трех частей: двух цилиндрических сердечников, выполненных из ленточной электротехнической стали - внешнего сердечника 12, и центрального сердечника 13, имеющего осевое отверстие для прохода штока 9. Третья часть сердечника - ярмо 14 - выполнено аналогично якорю и замыкает верхние торцы сердечников 12 и 13, где в кольцевом зазоре, образованном ими, размещена катушка электрической обмотки 15. Якорь, закрепленный на штоке, размещен между нижними торцами сердечников 12 и 13 и диафрагмой 7.

Насос работает следующим образом.

Перед включением насос погружают в жидкостную среду, например воду, на определенную глубину.

Под действием гидростатического давления впускной клапан открывается, и рабочая камера насоса заполняется водой. Затем подают напряжение на обмотку электромагнитного вибратора, вследствие чего под действием электромагнитных сил происходит притягивание якоря к сердечникам магнитопровода вибратора. Электромагнитное усилие, воздействующее на якорь, передается при помощи штока поршню, который перекрывает рабочую камеру насоса и закрывает впускной клапан. При этом вода из рабочей камеры вытесняется поршнем и через выпускной патрубок подается на поверхность. При обратном ходе якоря, а следовательно, штока и поршня, в рабочей камере создается разрежение, за счет которого и под действием гидростатического давления вода вновь поступает в рабочую камеру. Далее процесс повторяется с частотой, определяемой частотой питающего напряжения.

Источники информации принятые во внимание:
1. Электронасос БВ-0,12-40-У5 "Малыш".

2. Патент RU 2046221, 6 F 04 F 7/00, Б.И.N 29, 1995 г.

Погружной электромагнитный вибрационный насос может быть использован для подъема воды из скважин и колодцев. Магнитопровод насоса состоит из трех частей: двух цилиндрических сердечников, размещенных один в другом с кольцевым зазором, между которыми расположена катушка, и третьего сердечника - ярма. Якорь и ярмо выполнены в виде шайб из пластин электротехнической стали. Центральный сердечник магнитопровода имеет осевое отверстие для прохода штока, который связывает диафрагму, установленную в нижней крышке корпуса, якорь, амортизатор и поршень. В верхней крышке корпуса установлены впускной клапан и выпускной патрубок. Повышаются технико-экономические и эксплуатационные характеристики насоса за счет более эффективного использования энергии магнитного поля. 1 ил.

Погружной электромагнитный вибрационный насос, содержащий корпус, размещенные в нем электромагнитный вибратор с магнитопроводом и катушкой электрической обмотки, ярмом и якорем, который посредством штока связан с поршнем, амортизатором и диафрагмой, рабочую камеру, впускной клапан и выпускной патрубок, отличающийся тем, что корпус имеет нижнюю и верхнюю крышки, где в нижней крышке установлена диафрагма, в верхней - впускной клапан и выпускной патрубок, причем амортизатор размещен между верхней крышкой и корпусом, а магнитопровод вибратора выполнен по броневому типу и состоит из трех частей, а именно, из двух цилиндрических сердечников из ленточной электротехнической стали, размещенных один в другом, где в образованном ими кольцевом зазоре и размещена катушка электрической обмотки, а третья часть магнитопровода - ярмо - выполнена в виде шайбы из пластин электротехнической стали и замыкает верхние торцы цилиндрических сердечников, причем центральный сердечник имеет осевое отверстие для прохода штока, а якорь выполнен аналогично ярму и закреплен на штоке между нижними торцами сердечников магнитопровода и диафрагмой.