Поршневой насос с электромагнитным приводом Советский патент 1989 года по МПК F04B17/04 

«

ы

Изобретение относится к насосо- строению, в частности к насосам с электромагнитным .приводом.

Целью изобретения является повышение равномерности объемной подачи насоса.

На фиг.I изображен поршневой насос, продольный разрез; на фиг,2 - узел распределения насоса; на фиг.З то же, вариант; на фиг.4 - поршневой насос, вариант; на фиг.5 - то же предусматривающий использование пустотелого поршня; на фиг.6 - узел рас пределения насоса с игольчатым затвором нагнетательного клапана; на фиг.7 - поршневой насос, предусматривающий применение шаровых затворов клапанов; на фиг.8 - то же, предусматривающий размещение затвора клапана в полом поршне; на фиг.9 - то же, предусматривающий выполнение байпасного канала между каналом подвода и рабочей камерой.

Поршневой насос с электромагнитным приводом содержит Kopriyc 1 с расположенными по его торцам впускным 2 и выпускным 3 отверстиями, систему магн итных катушек 4 и я корь 5, установленные с образованием якорной полости 6, наполняемой перекачиваемой средой, размещенные в осевом отверстии корпуса 1 с образованием рабочей камеры 7, гильзу 8 и подпружиненный пружиной 9 поршень 10, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасьюающего ходов. Рабочая камера 7 имеет средства распределения для периодического сообщения с якорной полостью 6, впускным 2 и выпускным 3 отверстиями, эключающие нагнетательный клапан с нагруженным пружиной 11 затвором 12, всасьгоающий клапан с нагруженным пружиной 13 зат вором 14.

Затвор 14 всасьтающего клапана может быть расположен соосно поршню 10 (фиг.1 - 6,8 и 9) или перпенди- в улярно оси поршня 10 (фиг.З и 7).

Затвор всасьюающего клапана 14 может быть выполнен тарельчатьм с коническим уплотнительным пояском 15 (фиг.1 - 6)ипи шаровым (фиг.5,7 и 8)

Затвор 12 нагнетательного клапана может быть выполнен тарельчатым с коническим уплотнительным пояском 16 (фиг. - 3,5,8) игольчатым, (фиг.4 и 6) или шаровым (фиг.7).

0

5

0

5

.,

30

35

40

50

55

Нагнетательный клапан с затвором 12 установлен между рабочей камерой 7 и якорной полостью 6, которая сообщена с выпускным отверстием 3 корпуса 1, при этом выход 17 нагнетательного клапана и якорная полость 6 сообщены аксиальным каналом 18, который может быть-выполнен в виде отверстия в теле корпуса (фиг.1,3 и 9) или в виде кольцевого зазора между осевым отверстием 19 корпуса 1 и наружной поверхностью гильзы 8 (фиг.2).

Поршень 10 прикреплен к якорю 5 и имеет на торце, обращенном к вы-; ; пускному отверстию 3, демпфирующий элемент 20 из эластичного материала, аналогичный демпфирующий элемент 21 - закреплен в корпусе 1 в зоне торца гильзы 8.

В показанном на фиг.4 варианте исполнения насоса , поршень 1 О вьтолнен составным, из двух скрепленных частей, одна из которых г обращенная к рабочей камере 7, выполнена пустотелой и во внутренней ее полости 22 размещен нагнетательный клапан с игольчатым затвором 12, - полость 22 составного поршня 10 сообщена с якорной полостью 6 при помощи радиальных каналов 23. Игольчатый затвор 12 снабжен продольными лысками 24 для прохода перекачиваемой среды, вытесняемой из р абочей камеры 7 при рабочем ходе поршня 10, В этом вариан- те исполнения насоса выпускное отверстие 3 вьтолнено в штуцере 25, : ввернутом в корпус l и зафиксирован - ном гайкой 26, что позволяет перемещением штуцера 25 компенсировать погрешности изготовления и цсорректиро- вать, при необходимости, величину хода поршня 10.

В показанном на фиг.5 варианте исполнения насоса поршень 10 вьтолнен пустотелым и в его полости 27 . размещен затвор 12 нагнетательного . клапана, поршень 10 закреплен в якоре 5 с рбразованием камеры 28, служащей для .размещения пружины 11 и прохода жидкости. Камера 28 радиаль- -ными каналами 29 сообщена с якорной полостью 6. Демпфирующий элемент 20 в э-том варианте исполнения закреплей . на якоре 5, на его торце, обращенном к вьптускному отверстию 3. Затвор 14 всасьшающего клапана выполнен шаро-+ вьм.

На фиг.6 показан вариант исполнения узла распределения к насосу, изображенному на фиг.5, при этом узел распределения выполняется аналогично варианту исполнения насоса, показанному на фиг.4, т.е. затвор 12 нагнетательного клапана выполнен игольчатым с той разницей, что поршень 10 выполняется полностью пус тотелым и соединяется с якорем 5 с образованием камеры 28 (фиг.5).

В показанном на фиг.7 варианте исполнения насоса, поршень IО также выполнен Пустотелым, затвор 12 наг- нетательного клапана выполнен ш&.ро- вым и размещен в камере 28, образованной присоединении поршня 10 с якорем 5. В полости 27 поршня 10 установлен толкатель 30, при закры- том затворе 12 один конец толкателя контактирует с этим затвором, а другой выступает за торец поршня 10 в рабочей камере. При рабочем ходе

-.поршня 10, после контакта торца тол- кателя 30 с демпфирующим элементом 21, толкатель 30 принудительно воздействует на затвор 12, обеспечивая открытие нагнетательного клапана до завершения рабочего, хода поршня 10, т.е. до взаимодействия торца поршня 10 с демпфирующим элементом 21. Затвор 14 всасьшающего клапана выполнен шаровым и размещен в расточке 31 корпуса 1, выполненной перпендикулярно осевому отверстию 19 этого корпуса.

В показанном на фиг.В варианте исполнения насоса, в отличие от варианта исполнения, изображенного на фиг.5, введен байпасный канал 32, со общающий впускное отверстие 2 с рабочей камерой 7, выход 33 этого канала может перекрываться при рабочем ходе поршня.

Показанный на фиг.9 вариант исполнения насоса,вьтолненного на базе насоса, изображенного на фиг.1, отличается от последнего введением байпас- ного канала 32, выполненного так же, как в насосе, изображенном на фиг.8.

Поршневой насос с электромагнитным приводом работает следующим образом.

При крайнем левом положении порш- ня 10 (предполагается, что рабочая . камера 7 и якорная полость 6 заполнены пепекачиваемой жидкостью), насос готов к выполнению также нагне-

д

5 0

5 о

0 ; г

Q

5

тания, осуществляемого возбуждением системы магнитньк катушек 4, при котором в результате электромагнитного взаимодействия обмоток катушек 4 и якоря 5 порщень 10 получает совместно с якорем 5 импульс движения , вправо, что приводит к уменьшению объема рабочей камеры 7 и вытеснению перекачиваемой жидкости из- нее через нагнетательный клапан по аксиальному каналу 18 в якорную полость 6 и далее через выпускное отверстие 3 к потребителю. При движении поршня 10 щправо его торец, обращенный к демпфирующему элементу 21, постепенно перекрьшает входное отверстие нагнетательного клапана, уменьшая его сечение, что ведет к уменьшению скорости движения поршня 10, так что при его контакте с демпфирующим элементом 21 эта скорость близка к i нулевой. Указанным образом осуществ- ляется рабочий ход поршня 1 О в ваг риан так-iiajioflHejfflg j acoj aj jnoK а з ан- ных на фиг.1 - 3, 9.

В варианте исполнения насоса, показанном на фиг.4, при рабочем ходе поршня О перекачиваемая жидкость из рабочей камеры 7 через нагнетательный игольчатый клапан 12, расположенный в полости 22, вытесняется в эту полость и далее через радиальные каналы 23- в якорную полость 6, и далее через выпускное отверстие 3- потребителю.

В вариантах исполнения насоса, показанных на фиг.5 и 8, при рабочем ходе поршня 10 перекачиваемая жидкость из рабочей камеры 7 через нагнетательный тарельчатый клапан 12, расположенный в полости 27 поршня 10, вытесняется, в камеру 28, откуда через радиальные каналы 29 жидкость поступает в якорную полость 6 и далее через выпускное отверстие 3 - к потребителю, причем при подходе поршня I О к демпфирующему элементу 21 торец затвора 12 нагнетательного клапана, выступающий за торец поршня 10 в рабочую камеру 7, контактирует с демпфирующим элементом 21, обеспечивая максимальный подъем затвора 12 над седлом нагнетательного клапана в конце хода поршня 10, когда, его скорость уменьшается.

В насосах, изображенных на фиг.8 и 9 и имеющих байпасный канал 32,

Начало такта нагнетания при рабочем ходе поршня 10 начинается лишь после того, как кромка поршня 10 пол-, ностью перекроет выход 33 этого канала в рабочую камеру 7.

По завершении такта нагнетания снимается напряжение с системы магнитных катушек 4 и поршень 1 О под действием усипия пружины 9 начинает , движение в крайнее левое положение, что ведет к увеличению объема рабочей камеры 7, открытию затвора 14 всасьшающего клапана и заполнению рабочей камеры 7 перекачиваемой средой, происходит такт всасьшания. В конце хода всасьшания демпфирующий элемент 20 поршня 10 взаимодействует с торцом:корпуса 1 в виде расположения выпускного отверстия 3, что . уменьшает шум и снижает вибрацию, свойственнзпо насосам с электромагнитным приводом.

Формулаизобретения 25

1. Поршневой насос с электромаг-; нитным приводом, содержащий корпус с расположенными по его торцам впускным и выпускным отверстиями, систему магнитных катушек и якорь, установленные с образованием якорной полости, наполняемой перекачиваемой средой, размещенные в осевом отверстии корпуса с образованием рабочей ры гильза и подпружиненный поршень7 установленный с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасьшающего ходов , причем рабочая камера имеет средства распределения для периодит ; ческого сообщения с якорной полостью впускным и выпускным отверстиями и включает нагнетательный клапан с прдпружиненным затвором, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьш1ения равномерности .объемной подачи, нагнетательный клапан установлен между рабочей камерой и якорной полостью , которая ; сообщена с выпускньм отверстием, а средство распределения для сообщения рабочей камеры G впускным отверстием выполнено в виде имеющего затвор--всасьшающего клапана, выходное отверстие которого сообщено с рабочей камерой, причем выпускное отверстие корпуса выполнено с возможностью открытия при рабочем ходе поршня.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

2.Насос поп.1,отличающ и и с я тем, что выходное отверстие всасьшающего клапана расположено в зоне подхода поршня к верхней мертвой точке его движения.

3.Насос по п.2, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что затвор всасывающего клапана расположен -соосно поршню.

4.Насос по п.2, о тлич аю- щ и и с я тем, что затвор всасывающего клапана расположен перпендикулярно оси поршня.

5.Насос ПОП.4, отлича ющ и и с я тем, что вькодное отверстие всасьтающего клапана расположено с обеспечением возможности его пере- крытия поршнем при подходе поршня к верхней мертвой точке,.

6.Насос по пп.1-5, отличаю- щ и и.с тем, что затвор всасьшающего клапана подпружинен, выполнен тарельчатым и расположен в выходном отверстии клапана при его закрытом положении,

7..Насос по пп,1-6, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что затвор нагнетательного клапана выполнен тарельчатым с коническим уплотнительным поясг ком.

8.Насос по пп.1-6, о т л и ч а ю- щ И и с я тем, что затвор нагнетательного клапана выполнен игольчатым .

9.Насос по пп.1-8, о тлич а ю- щ и и с я тем что выход нагнетательного клапана и якорная полость сообщены аксиальным каналом.

1р. Насос по п.9, отличающий с я тем, что аксиальный ка нал выполнен в виде по мрньшей мере одного аксиального отверстия в корпусе.

11.Насос ПОПП.9 и 10, о тл и- чающийся тем, что затвор нагнетательного клапана установлен перпендикулярно затвору всасьшающего клапана.

12.Насос по пп.9-11, о т л и - чающийся тем, что затвор наг-нетательного клапана размещен соосно поршню.

13.Насос по п.9, отлича torn, к и с я тем, что аксиальный кАнал выполнен в виде кольцевого зазора между осевым отверстием корпуса и наружной поверхностью гипьзы поршня,

18 13 7

21 13

с/3 и г. Z

Изобретение позволяет повысить равномерность объемной подачи насоса с электромагнитным приводом. По торцам корпуса 1 расположены впускные и выпускные отверстия (О) 2,3. Система магнитных катушек 4 и якорь 5 установлены с образованием якорной полости 6, наполняемой перекачиваемой средой. Гильзы 8 и подпружиненный поршень 10 размещены в осевом 0 корпуса 1 с образованием рабочей камеры (К) 7. Поршень 10 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов. К 7 имеет средства распределения для периодического сообщения с полостью 6, 0 2,3 и включает нагнетательный клапан с подпружиненным затвором 12. Клапан установлен между К 7 и полостью 6, к-рая сообщена с О 3. Средство распределения для сообщения К 7 с 0 2 выполнено в виде имеющего затвор 14 всасывающего клапана, выходное 0 2 к-рого сообщено с К 7. О 3 выполнено с возможностью открытия при рабочем ходе поршня 10. В конце хода всасывания демпфирующий элемент поршня 10 взаимодействует с торцом корпуса 1, что уменьшает и снижает вибрацию. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

6f / 7 2/ te.5

.

сригА

П 1д 5

6 Ц. 11

12

f 3 22

21

1U

(риг. 5

/21

16

29 18

H 29

c/Jua6

4 5 //

z;

. 11 10 ff . 6 27

13

Фиг. S

11

12,1

73

Z2