CN113217372A - 异步磁热直线泵 - Google Patents
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Abstract
本发明型技术涉及流体热运行领域，特别是公开异步磁热直线泵，相比传统泵+加热法，效率较高，体积重量较少，流体推进调节与磁热调节互不影响，且电流热效率更高，辅助工程更少，安装更加便捷，而且减少固定投资成本，特别是在有限空间场合，适应性非常有效，至少由热转体、扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包、套筒、驱动电路构成，扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包都位于直线泵定子里面，磁热铁芯、磁热线包靠近输出口段，热转体与直线泵转子一体化。
Description
技术领域
本发明型技术涉及流体热运行领域，特别是公开异步磁热直线泵，相比传统泵+加热法，效率较高，体积重量较少，流体推进调节与磁热调节互补影响，且电流热效率更高，辅助工程更少，安装更加便捷，而且减少固定投资成本，特别是在有限空间场合，适应性非常有效。
背景技术
流体介质热运行过程，传统方法是采用离心泵+辅助加热设备，其泵体与加热设备的工作效率偏低，工程量很大，安装非常复杂，而且泵泄露和热保温维护成本很高。
介质热运行常用离心泵的泵体与电机分离，电机的电流热无法用于泵体内流体介质直接吸收，或者为了吸收而采取的辅助工程非常庞大，有时候会得不偿失。
辅助加热设备对流体管道无法直接友好对接，而要采取二次切割再串入接的过程，这样容易带来管道对接泄露隐患，和热遗失的可能。
而且这种传统方法无法直接扩容，只能采取更换整个泵体+电机，和加热系统。
直线流体技术，即俗名无轴泵喷推进器技术，最早文献见于2012年11月的专利ZL2012104365922一种感应空心螺旋推动装置，从基本原理上公开了本技术的动力的关键特征，但作为流体热运行的使用场景，其具体特征没有公开显示。
本发明型技术是基于直线流体技术，以直线泵的0泄露、小体积、噪音低、长时间潜水、高效率，以及具有良好的磁热效应的特点，围绕热运行为主要目标，并从本体结构特征和智能化操控方法上进一步公开。
发明内容
本发明型技术主要解决流体介质热运行的效率、体积、寿命短、泄露、调节便捷、辅助工程繁多的诸多问题，和如何实现智能化管理。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明描述中涉及的时间数值，可按照实际需要重新定义，并非特定不变的数值。
本发明描述中涉及到名词“流体介质”，包含所有可流动的液体和气体，以及气液混合体。
本发明描述中涉及到名词“远程”，包括WIFI覆盖范围、北斗通信、5G通信、低频中波范围。
具体如下：
异步磁热直线泵，其技术特征在于，至少由热转体、扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包、套筒、驱动电路构成，扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包都位于直线泵定子里面，磁热铁芯、磁热线包靠近输出口段，热转体与直线泵转子一体化。
异步磁热直线泵，其热转体技术特点，在于其材质采用导磁材料构成。
异步磁热直线泵，其热转体技术特点，在于其位于直线泵转子旋扭力区的后段。
异步磁热直线泵，其热转体表面结构技术特点，在于其表面具有适应流体介质物理化学特性的结构，且有最小流体阻力的结构。
异步磁热直线泵，其磁热线包技术特点，在于绕线方式是独立特定绕制方式，且至少由金属导体、绝缘体、保护体、支持体构成。
异步磁热直线泵，其磁热铁芯技术特点，在于至少由多层单片叠装而成，采用导磁材料，轴向高度小于等于磁热感应区的轴向高度。
异步磁热直线泵，其套筒结构技术特点，在于其由非导磁材质构成，有隔离介质的机械强度，其厚度小于磁力线有效半径。
异步磁热直线泵，其套筒结构技术特点，在于有隔离流体介质系统压力的机械强度，其厚度小于磁力线有效半径。
异步磁热直线泵，其驱动电路技术特点，在于有磁热交流变频信号，且磁热驱动电路与直线泵扭力驱动电路分别独立。
异步磁热直线泵，其磁热驱动电路的磁热交流变频信号技术特点，在于其信号频率波形频率波长与直线泵扭力驱动信号频率波长不同。
附图说明
图1异步磁热直线泵切面立体示意图
1：热转体
2：线包
3：铁芯
4：电线孔
5：直线泵定子
6：直线泵转子
7：直线泵输入口
8：直线泵输出口
9：套筒
图2异步磁热直线泵热转体立体示意图
101：旋转扭力区
102：磁热感应区
103：直线泵转子结构
图3异步磁热直线泵线包立体示意图
21：端头线
22：绕线
图4异步磁热直线泵铁芯立体示意图
31：绕线区
32：导磁筋
33：磁场发射面
34：叠高
图5异步磁热直线泵电气工作原理框图
A：电源
B：电源管理电路
C：单片机CPU电路
D1：扭力驱动电路
D2：磁热驱动电路
E：温度传感器
F：通信射频电路
具体实施方式
依照本发明型技术特征图1异步磁热直线泵切面立体示意图显示，扭力驱动电路驱动扭力线包（10），产生的扭力磁场通过扭力铁芯（11）约束，其磁力线穿过套筒（9），传递到直线泵转子（6）迫使其旋转运行，实现流体介质从直线泵输入口（7）到直线泵输出口（8）的推进。
磁热线包（2）单独从电线孔（4）电力线得到另外一组矢量电流后，即刻产生交变磁场，在磁热铁芯（3）的约束下，其磁力线穿过套筒（9），传递到热转体（1），使其得到交变磁场，从而产生涡热，从而使从直线泵输入口（7）吸入的流体介质得到热量，再从直线泵输出口（8）流出。
来自定子里面的交变磁场穿过套筒，且套筒具有非导磁特性，既实现隔离流体介质进入定子里面，也确保磁能传递到转子上，实现转子扭力旋转，和热转体磁热效应。
依照本发明型技术特征图2异步磁热直线泵热转体立体示意图，磁热感应区（102）位于旋转扭力感应区（101）的后段，能够更加有效的降低对旋转扭力区的磁场干扰，同时旋转扭力区的剩余磁热效应，也会被流体介质吸收，从而提高了整个电功率的热效应能力。
采用导磁特性材料的热转体，在交变磁场中产生磁热，才能与流体介质进行热交换，流体介质获得热量后，从直线泵输出口喷出。
被流体介质全面浸入后，热转体的物理化学特性长期稳定，包括热效应不被改变在内，才能满足其长期适应的特点。
流体介质通过热转体表面，有符合流体最小阻力特点，即满足直线泵流体推进高效运行的需求。
依照本发明型技术特征图3异步磁热直线泵线包立体示意图显示，线包绕制呈笼框圆柱状，以便于每个轴向绕线（22）产生充分的径向磁场，确保磁力线发射到转子里面的热转体，从而实现磁热效应，绕线无法避免形成的端头线（4），具有电流引入作用。
依照本发明型技术特征图4异步磁热直线泵铁芯立体示意图显示，由每层铁芯叠高起来后，形成圆柱状，其绕线区（31）与线包的绕线一一对应，每个绕线区间形成的磁力线，通过导磁筋（32）约束磁力线传递到磁场发射面（33），磁能从磁场发射面穿过套筒发散出去，给热转体进行磁热效应。
铁芯磁场发射面与套筒紧密接触，实现了铁芯自身磁热效应的的热量传递到流体介质层，从而实现了剩余热能的充分利用。
铁芯叠高（34）小于等于磁热感应区的轴向高度，有益于磁能做功与磁场扭力区做功互不影响，从而实现流体推进异步于磁热过程。
依照本发明型技术特征图5异步磁热直线泵电气原理框图显示，电源（A）接通后，电流进入电源管理模块（B），经过处理后形成不同需求的电压，向各个模块供电，中央处理CPU电路（C）得电后，即刻自检，无异常后进行待机状态，通信射频电路得到启动指令后，CPU立刻发出矢量电流的输入交变信号，磁场驱动电路（D2）得到独立的交变信号后向线包输送矢量电流，即交变磁场形成，以实现在热转体上产生磁热，而扭力驱动电路（D1），不同步于磁热驱动电路，单独受控于扭力驱动交流变频信号而运行，从而实现流体推进与吸热不同步的效果。
当温度传感器（E）感知信号超过设定温度数值，则通过CPU调整磁热驱动电路的输入信号交变频率，从而调整磁热驱动电路的电流大小，从而实现改变磁热效应的温度，而磁热交变信号不影响扭力驱动信号波形频率，需要单独调整扭力驱动交变信号，才能改变流体介质的推进状态。
这个调节过程，CPU也将实时状态信息通过射频电路和天线传送到远程操控中心，或者
通过其传回新的指令，然后由CPU发出指定新的交变信号给磁场驱动电路，进行二次调整输出的矢量电流，也调整了磁热效果，但不影响流体介质推进参数。
若成倍提升CPU电路的磁热交变信号频率，则会成倍增加了磁热驱动电路输出功率，以提高了流体介质热运行能力，在电路负载能力范围内可无需拆装异步磁热直线泵本体，实现小范围扩容。
在热效应比流体推进提前启动，或者滞后结束的场合，则需要异步磁热直线泵两个驱动电路分别独立工作，且互不干扰，则同一个CPU电路输出的交流变频信号的起始时间点不同，具体波形结构也不同。
依照本发明型技术特征图1异步磁热直线泵切面立体示意图，采用多个异步磁热直线泵，输入出与下一个输入口对接，下一个输出口再与下下个输入口对接，如此串联组合对接，即可实现成倍提高流体介质的热量。
从本发明技术可以联想到的直线泵元件直接与传统加热管道对接，也能减少很多辅助工程的情形，则属于显而易见性的技术变化。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变 都应该属于本发明型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.异步磁热直线泵，其技术特征在于，至少由热转体、扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包、套筒、驱动电路构成，扭力线包、扭力铁芯、磁热铁芯、磁热线包都位于直线泵定子里面，磁热铁芯、磁热线包靠近输出口段，热转体与直线泵转子一体化。
2.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其热转体技术特点，在于其材质采用导磁材料构成。
3.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其热转体技术特点，在于其位于直线泵转子旋扭力区的后段。
4.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其热转体表面结构技术特点，在于其表面具有适应流体介质物理化学特性的结构，且有最小流体阻力的结构。
5.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其磁热线包技术特点，在于绕线方式是独立特定绕制方式，且至少由金属导体、绝缘体、保护体、支持体构成。
6.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其磁热铁芯技术特点，在于至少由多层单片叠装而成，采用导磁材料，轴向高度小于等于磁热感应区的轴向高度。
7.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其套筒结构技术特点，在于其由非导磁材质构成，有隔离介质的机械强度，其厚度小于磁力线有效半径。
8.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其套筒结构技术特点，在于有隔离流体介质系统压力的机械强度，其厚度小于磁力线有效半径。
9.依照前述权利要求（1）异步磁热直线泵，其驱动电路技术特点，在于有磁热交流变频信号，且磁热驱动电路与直线泵扭力驱动电路分别独立。
10.依照前述权利要求（9）异步磁热直线泵，其磁热交流变频信号技术特点，在于其信号频率波形频率波长与直线泵扭力驱动信号频率波长不同。
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