ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 2012 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к вибрационным насосам и может быть использовано в быту и производстве для подъема воды из водоемов, скважин, колодцев и других источников.

Известен мембранный насос, содержащий рабочую камеру, образованную двумя эластичными мембранами. С двух сторон этой камеры установлены электромагнитные приводы, якоря которых жестко соединены с мембранами, а их усилия направлены в разные стороны, при этом клапана насоса выполнены из неметаллического материала в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной (Патент России №2278993, F04B 43/04). Указанный насос разгружен от вибраций на корпус, но не предназначен для работы в быту и дорог в эксплуатации, так как клапана и мембраны этого насоса выполнены из фторопласта путем механической обработки.

Известен глубинный вибрационный насос, рабочая камера которого образована двумя резинометаллическими амортизаторами, жестко соединенными с якорями электромагнитов, и установленным между ними стаканом, в котором размещены всасывающий и нагнетательный клапаны. Насос выполнен в виде двух ступеней. Вторая ступень насоса имеет конструкцию, аналогичную первой, но усилие, создаваемое жесткостью резинометаллических амортизаторов, превышает усилие таких же амортизаторов на первой ступени на величину усилия, создаваемого давлением жидкости, полученным на первой ступени. При этом нагнетающая полость первой ступени соединена с всасывающей полостью второй ступени. Электропитание насоса осуществлено от выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитаны электромагниты первой ступени, а от второй полуволны запитаны электромагниты второй ступени. Изменение производительности насоса регулируют переменным сопротивлением (Патент России №2386056, МПК F04F 7/00). Достоинством указанного насоса является то, что он предназначен для эксплуатации в глубоких скважинах и имеет удвоенную производительность, но при этом каждая ступень насоса, образованная двумя электромагнитами и резинометаллическими амортизаторами, потребляет удвоенную электрическую мощность.

Задачей изобретения является создание насоса повышенной производительности и высокой надежности при минимальных затратах электроэнергии.

Поставленная задача решается посредством того, что с двух сторон корпуса, в котором размещены всасывающий и нагнетающий клапана, установлены электромагниты, выполненные по броневому типу, электромагнитные усилия которых направлены в одну сторону. Рабочая камера насоса, образована двумя резинометаллическими амортизаторами, которые жестко связаны с якорями электромагнитов. При этом один резинометаллический амортизатор, образующий рабочую камеру, непосредственно жестко связан с якорем электромагнита, а другой, образующий общий объем рабочей камеры, связан с якорем электромагнита через шток. Всасывающий и нагнетающий клапана выполнены единой деталью из неметаллического материала с полусферической головкой, упругими с изгибом пластинами, чередующимися прорезями и уплотняющим бортиком. Электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитан один электромагнит, а от второй полуволны запитан другой электромагнит.

Техническим результатом изобретения является увеличение вдвое производительности насоса за счет работы электромагнитов на общую рабочую камеру. Повышение надежности насоса осуществлено за счет простоты конструкции и суммирования жесткости через шток двух резинометаллических амортизаторов. Минимальные затраты электроэнергии определены тем, что изменение объема рабочей камеры осуществляется спаренными через шток резинометаллическими амортизаторами, движущимися в противоположных направлениях, с одной стороны за счет усилия, создаваемого электромагнитом при подаче на него одной полуволны переменного тока, а с другой стороны - суммарной жесткостью резинометаллических амортизаторов. В установившемся режиме при поступлении второй полуволны на другой электромагнит все повторяется в обратном порядке.

На прилагаемом чертеже представлен описываемый насос. С двух сторон корпуса 1 установлены электромагниты 2 и 3, содержащие якоря 4 и статоры 5 с катушки 6, создающие электромагнитные усилия, направленные в одну сторону. Якоря электромагнитов 4 закреплены на спаренных через шток 7 резинометаллических амортизаторах 8 через шайбу 9, которой выставляется зазор h между якорем и статором электромагнита. Корпус 1 и резинометаллические амортизаторы 8 образуют рабочую камеру 10. В корпусе 1 размещены всасывающий 11 и нагнетающий 12 клапаны. Клапаны выполнены единой деталью из неметаллического материала с полусферической головкой 13, упругими с изгибом пластинами 14 и уплотняющим бортиком 15. Корпуса электромагнитов через резинометаллические амортизаторы закрыты крышками верхней 16 и нижней 17. В верхней крышке выполнены всасывающий 18 и нагнетающий 19 патрубки, в которые установлены фильтр 20 и штуцер 21.

Работа насоса осуществляется следующим образом. При подаче полупериодного тока на катушку 6 электромагнита 2 от выпрямителя, якорь электромагнита 4 втягивается, прогибая жестко соединенный с ним резинометаллический амортизатор 8, что увеличивает объем рабочей камеры и открывает всасывающий клапан, через который происходит заполнение рабочей камеры жидкостью. При подаче тока второго полупериода на катушку электромагнита 3 якорь электромагнита притягивается к статору 5 и через шток 7, жестко соединенным с резинометаллическим амортизатором, уменьшает объем камеры, создавая давление, и закрывает всасывающий клапан, а нагнетающий клапан 12 открывается. В этот же момент, при отсутствии тока на катушке 6 электромагнита 2 происходит встречное движение спаренных через шток резинометаллических амортизаторов, и за счет их суммарной жесткости через нагнетающий клапан 12 жидкость из рабочей камеры выдавливается в выходной штуцер 21. Работа клапанов всасывания и нагнетания 11 и 12 осуществляется под давлением жидкости за счет упругих свойств изогнутых пластин.

Выпрямитель переменного тока позволяет снизить частоту до 3000 колебаний в минуту, что улучшает работу клапанов насоса.

Устройство предназначено для использования в быту и на производстве для перекачивания жидкостей из глубоких скважин, колодцев и других источников. Вибрационный насос содержит электромагниты 2 и 3, установленные с двух сторон рабочей камеры, образованной двумя резинометаллическими амортизаторами 8 и корпусом 1, в котором размещены клапана всасывания 11 и нагнетания 12. Усилия электромагнитов 2 и 3, выполненных по броневому типу, направлены в одну сторону. Резинометаллический амортизатор 8, образующий рабочую камеру, непосредственно жестко связан с якорем 4 электромагнита 2. Другой резинометаллический амортизатор 8, образующий общий объем рабочей камеры, связан с якорем 4 электромагнита 3 через шток 7. Электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитан один электромагнит, а от второй полуволны запитан другой электромагнит. Изобретение направлено на повышение производительности и надежности при минимальных затратах электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Энергосберегающий вибрационный насос, содержащий электромагниты, установленные с двух сторон рабочей камеры, образованной двумя резинометаллическими амортизаторами и корпусом, в котором размещены клапаны всасывания и нагнетания, отличающийся тем, что усилия электромагнитов, выполненных по броневому типу, направлены в одну сторону, а один резинометаллический амортизатор, образующий рабочую камеру, непосредственно жестко связан с якорем электромагнита, а другой резинометаллический амортизатор, образующий общий объем рабочей камеры, связан с якорем электромагнита через шток, при этом электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитан один электромагнит, а от второй полуволны запитан другой электромагнит.

2. Энергосберегающий вибрационный насос по п.1, отличающийся тем, что его клапаны выполнены единой деталью из неметаллического материала с полусферической головкой, упругими с изгибом пластинами, чередующимися прорезями и уплотняющим бортиком.