Перистальтический насос Российский патент 2017 года по МПК F04B43/12 F04B17/04 

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности при отборе жидкости из скважины, также может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известен скважинный перистальтический насос, включающий эластичный трубопровод и нажимной элемент, взаимодействующий с наружной поверхностью эластичного трубопровода с усилием, достаточным для возникновения перистальтического эффекта. Эластичный трубопровод размещен в полости, установленной в скважине обоймы так, что часть его выходит за габариты обоймы, а нажимной элемент выполнен в виде объемного тела с цилиндрической контактной поверхностью, укрепленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль эластичного трубопровода и взаимодействия с выступающей из обоймы частью его поверхности, при этом размеры объемного тела и обоймы выбраны из условия заполнения полости обоймы эластичным трубопроводом в зоне взаимодействия объемного тела и эластичного трубопровода (см. патент RU №2382901 МПК F04B 43/12).

Основным недостатком такого насоса является сложность конструкции, ненадежность в работе и низкий КПД.

Известен перистальтический насос, содержащий приемное отверстие, по меньшей мере одну камеру, эластичное ферромагнитное тело и электромагнитную систему, образованную расположенными на магнитопроводе вдоль камеры индукторами, которые запитаны током с возможностью перемещения магнитного поля вдоль оси камеры, по меньшей мере одно эластичное ферромагнитное тело выполнено или охватывающим, или охватываемым индукторами, в виде свободно перемещающихся в смазывающей, например, магнитной жидкости ферромагнитных, например, шариков, которые заключены в герметичную эластичную оболочку, а магнитопровод индукторов изготовлен с возможностью транспортировки ферромагнитных, например, шариков в исходное положение (см. патент RU №2114321, МПК F04B 43/12).

Недостатком такого перистальтического насоса является сложность конструкции, дороговизна, ненадежность. Затруднительность создания больших давлений в перекачиваемой жидкости. Большой прогиб диафрагмы. Невозможность получения необходимых характеристик при применении данного насоса в скважинах для добычи нефти.

Была поставлена задача на выполнение конструкции насоса такой, чтобы снизить прогиб диафрагм, увеличить давление перекачиваемой жидкости. Создать работоспособную конструкцию перистальтического насоса для добычи нефти из скважины.

Указанная задача решается тем, что перистальтический насос, содержащий центральные тела, соединенные между собой и находящиеся внутри эластичных тел, которые, в свою очередь, находятся внутри гидравлических камер, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, и электромагниты установлены своими осями вдоль оси центрального тела.

В заявляемом перистальтическом насосе новым существенным признаком, отсутствующим в известных аналогах и прототипе, является установка электромагнитов своими осями вдоль оси центрального тела.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявляемое изобретение соответствует признаку «изобретательский уровень», так как новая совокупность существенных признаков, неизвестная ранее, позволяет получить новый технический результат - снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины.

Проверка соответствия изобретения требованию изобретательского уровня, которая проводилась в отношении совокупности его существенных признаков, показала, что из известного уровня техники не выявлено влияния, предписываемого предлагаемым техническим решением преобразования, характеризуемого отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение технического результата: снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины. Это свидетельствует о том, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. оно соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертежах:

на Фиг. 1 схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру;

на Фиг. 2 схематично изображен поперечный разрез А-А перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру на фиг. 1;

на Фиг. 3 схематично изображен продольный разрез Б-Б перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру на фиг. 2;

на Фиг. 4 схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру;

на Фиг. 5 схематично изображен поперечный разрез В-В перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 4;

на Фиг. 6 схематично изображен продольный разрез Г-Г перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 5;

на Фиг. 7 схематично изображен вариант поперечного разреза В-В перистальтического насоса с несколькими подковообразными электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 4;

на Фиг. 8 схематично изображен вариант продольного разреза Г-Г перистальтического насоса с несколькими подковообразными электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 5.

Перистальтический насос содержит соединенные между собой, жестко или гибко, отдельные секции, каждая из них содержит центральное тело 1, установленное внутри эластичного тела 2. Центральное тело 1 и эластичное тело 2 находятся внутри гидравлической камеры 3. Гидравлическая камера 3 заполнена жидкостью 4. Вдоль оси установлен электромагнит 5, состоящий из сердечника 6, обмотки 7, магнитопровода 8, якоря 9. На якоре 9 установлен поршень 10, выполненный из немагнитного материала. Между сердечником 6 с магнитопроводом 8 и якорем 9 находится одна или несколько пружин 11. Вся конструкция секции насоса находится внутри корпуса 12. Между центральным телом 1 и эластичным телом 2 находится перекачиваемая жидкость 13.

Обмотка 7 электромагнита 5 может обхватывать гидравлическую камеру 3.

Воздействующих на якорь 9 электромагнитов 5 может быть более одного.

Один или несколько электромагнитов 5 могут быть подковообразными.

Перистальтический насос работает следующим образом.

На электромагниты 5 подается волнообразно электрический ток (источник тока условно не показан), последовательно включая и выключая электромагниты 5. При подаче на электромагнит 5 электрического тока обмотка с сердечником 6 с магнитопроводом 8 притягивают к себе якорь 9. При этом якорь 9 воздействует на поршень 10, который в свою очередь воздействует на жидкость 4, находящуюся внутри гидравлической камеры 3. Жидкость 4 прижимает эластичное тело 2 к центральному телу 1, выдавливая перекачиваемую жидкость 13. При отключении электромагнита 5 якорь 9 под воздействием сжатых пружин 11 отходит от сердечника 6 с магнитопроводом 8. Из-за снижения давления внутри гидравлической камеры 3 эластичное тело 2 отходит от центрального тела 1 и в освободившееся пространство между эластичным телом 2 и центральным телом 1 поступает очередная порция перекачиваемой жидкости 13. Так как происходит волнообразное выдавливание от одной гидравлической камеры 3 к другой гидравлической камере 3 перекачиваемой жидкости 13 в одном направлении, то происходит перетекание перекачиваемой жидкости 13 в данном направлении.

В определенных случаях вместо жидкости 4, находящейся внутри гидравлической камеры 3, можно использовать сжатый воздух или газ.

Заявляемый перистальтический насос может быть изготовлен на стандартном оборудовании из известных материалов с использованием известных технологий. Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, направленного на снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины, подтверждена приведенными чертежами и описанием конструкции перистальтического насоса в статическом состоянии и в действии.

Это свидетельствует о том, что изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности при отборе жидкости из скважины. и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства. Насос содержит центральные тела, соединенные между собой и находящиеся внутри эластичных тел, которые, в свою очередь, находятся внутри гидравлических камер. Электромагниты расположены вдоль оси насоса. Якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью. Электромагниты установлены своими осями вдоль оси центрального тела. Увеличивается мощность установленных в насосе электромагнитов в небольших по диаметру скважинах. 8 ил.

Перистальтический насос, содержащий центральные тела, соединенные между собой и находящиеся внутри эластичных тел, которые, в свою очередь, находятся внутри гидравлических камер, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, отличающийся тем, что электромагниты установлены своими осями вдоль оси центрального тела.