ПОРШНЕВОЙ НАСОС С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2014 года по МПК F04B17/04 

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.

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.

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.