ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 2001 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к устройствам для водоподъема, касается вибрационных насосов с питанием от возобновляемых источников энергии и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, а также в быту для подъема жидкостей из скважин, колодцев и других водоемов.

Известны вибрационные насосы с электромагнитным вибровозбудителем, содержащим двухполюсный магнитопровод с обмоткой и отстоящий от него на величину рабочего воздушного зазора якорь, связанный через шток с эластичной подвеской (Усаковский В.М. Водоснабжение в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1989).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является насос, содержащий четырехполюсный сердечник с катушками, два якоря электромагнита, установленные на штоках, и связанные с демпфирующими подвесками и рабочими клапанами всасывающие клапаны. Сердечник и якорь размещены в корпусе (патент РФ 2133885, кл. F 04 F 7/00, 27.07.99, Бюл. N 21).

Недостатком данного насоса являются низкие значения КПД и коэффициента мощности насоса из-за большого тока намагничивания электромагнита, обусловленного большой величиной воздушного зазора между якорем и магнитопроводом. Кроме этого, при использовании данного насоса необходимо применять сложные и дорогостоящие преобразователи постоянного тока в переменный, невозможность работы от источника импульсного напряжения из-за появления постоянной составляющей магнитного потока в магнитной цепи насоса.

Задачей изобретения является увеличение КПД, коэффициента мощности, стоимости оборудования, от которого осуществляется питание насоса.

В результате использования изобретения снижаются потери на возбуждение колебаний якоря насоса, появляется возможность питания насоса от источника однополярных импульсов. В результате чего увеличиваются значения КПД и коэффициента мощности, упрощается схема и стоимость источника питания насоса.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в вибрационном насосе, содержащем корпус с крышкой с отверстиями для всасывания воды, в которых размещены магнитопровод с обмоткой и якорями, связанными через штоки с эластичными подвесками, рабочий и всасывающий клапаны, на внутренних концах полюсов магнитопровода выполнены скосы под углом не менее 45^o к оси полюсов, внешние концы якорей выполнены со скосом под тем же углом, причем скосы на концах полюсов магнитопровода и концах якорей расположены с возможностью при перемещениях вхождения скосов на якоре в скосы на магнитопроводе, а обмотка размещена на ярме магнитопровода.

Кроме того, якорем насоса может являться постоянный магнит. Кроме того, между полюсами магнитопровода на уровне концов полюсов могут быть размещены постоянные магниты с направлением намагниченности, соответствующим намагниченности полюсов магнитопровода.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен общий вид вибронасоса, на фиг. 2 - элементы сопряжения сердечника и якоря, на фиг. 3 - магнитопровод с постоянным магнитом.

Насос содержит четырехполюсный магнитопровод 1 с обмоткой 2, установленный в корпусе 3 насоса. С помощью эластичных подвесок 4, закрепленных между корпусом 3 и крышками 5, и штоков 6 на расстоянии воздушного зазора 7 размещены якоря 8. Якоря 8 через штоки 6 связаны с демпфирующими подвесками 9 и рабочими клапанами 10. В крышках 5 установлены всасывающие клапаны 11, размещены отверстия 12 для всасывания воды и отверстие 13 для выброса воды. Обмотка 2 размещена на ярме 14 магнитопровода. На полюсах 15 магнитопровода 1 выполнены скосы 16 под углом не менее 45^o. На якоре 8 выполнены скосы 17 под тем же углом. Для повышения энергетических характеристик насоса между полюсами 15 магнитопровода 1 устанавливаются перемычки 19 из постоянного магнита.

Вибрационный насос работает следующим образом.

Под действием однополярных импульсов постоянного тока за счет перераспределения потоков электромагнита и постоянного магнита создается электромагнитное усилие, возбуждающее колебания якорей. Противодействующие усилия упругой 4 и демпфирующей 9 подвесок якоря 8 обуславливают возвратно-поступательные движения и изменяют объемы гидравлических камер 18, образованных всасывающими 11 и рабочими 10 клапанами и демпфирующими подвесками 9 совместно с частями корпуса 3. В результате чего вытесненная вода с ускорением проходит в полостях корпусов 4 и далее выбрасывается наружу через отверстие 13.

Длина хода якорей 8 равна длине воздушного зазора (δ) 7. Поскольку магнитные силовые линии пересекают воздушный зазор 7 под углом 90^o к скосам 16, 17, длина пути силовых линий (δcosα) меньше длины воздушного зазора 7. Соответственно снижаются магнитные потери в воздушном зазоре.

Подобная конструкция магнитопровода насоса с постоянными магнитами может использоваться также и в насосах с двухполюсным магнитопроводом.

Изобретение относится к устройствам для водоподъема, касается вибрационных насосов с питанием от возобновляемых источников энергии и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, а также в быту для подъема жидкостей из скважин, колодцев и других водоемов. В вибрационном насосе на внутренних концах полюсов магнитопровода выполнены скосы под углом не менее 45^o к оси полюсов. Внешние концы якорей выполнены со скосом под тем же углом. Скосы на концах полюсов магнитопровода и концах якорей расположены с возможностью при перемещениях вхождения скосов на якоре в скосы на магнитопроводе. Обмотка размещена на ярме магнитопровода. В результате использования изобретения снижаются потери на возбуждение колебаний якоря насоса, появляется возможность питания насоса от источника однополярных импульсов. В результате чего увеличиваются значения КПД и коэффициента мощности, упрощается схема и стоимость источника питания насоса. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Вибрационный насос, содержащий корпус с крышкой с отверстиями для всасывания воды, в которых размещены магнитопровод с обмоткой и якорями, связанными через штоки с эластичными подвесками, рабочий и всасывающий клапаны, отличающийся тем, что на внутренних концах полюсов магнитопровода выполнены скосы под углом не менее 45^o к оси полюсов, внешние концы якорей выполнены со скосом под тем же углом, причем скосы на концах полюсов магнитопровода и концах якорей расположены с возможностью при перемещениях вхождения скосов на якоре в скосы на магнитопроводе, а обмотка размещена на ярме магнитопровода. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что якорем насоса является постоянный магнит. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что между полюсами магнитопровода на уровне концов полюсов размещены постоянные магниты с направлением намагниченности, соответствующим намагниченности полюсов магнитопровода.