CN2821207Y - 电磁双动往复水泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是提供一种电磁双动往复水泵，使双动往复水泵+动力装置+传动装置的组合运行模式融合为一体，通过在双动往复水泵内设置交变磁场和永久磁场，并通过交变磁场和永久磁场的相互作用，使双动往复水泵进行正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双动往复水泵的改进。
背景技术
双动往复水泵是目前较为常用的一种用于提水或输送水等液体的水泵，这种水泵具有扬程高，运动部件少等优点，在一些特殊场合使用具有明显的优势。但是，在国内外该水泵均是由电动机等动力装置驱动并通过曲柄拉杆拉动工作，这种机械装置+动力装置+传动装置的机器组合运行模式虽是目前国内外采用的主要形式之一，但这种组合运行模式存在着机组效率较低，设备较多，投资较大的缺点。
实用新型的目
本实用新型的目的是提供一种电磁双动往复水泵，使双动往复水泵+动力装置+传动装置的组合运行模式融合为一体，通过在双动往复水泵内设置电磁场，使双动往复水泵进行正常工作。
技术方案
本实用新型是这样实现的：在双动往复水泵内的活塞两侧，距活塞一定距离范围内分别设置交变磁场，交变磁场是通过绕在铁芯上的线圈并通过交流电产生的，交变磁场使铁芯磁化，由于铁芯有磁极，磁极极性及强度会根据线圈上的电流方向及大小交替变化。在双动往复水泵的活塞两侧嵌装着永久工字型磁铁，目的是使活塞两侧均具有永久磁场，并使活塞一面为S极另一面为N极，当交变磁场产生后，永久磁场和交变磁场相互作用，由于设置在活塞两侧的绕有线圈的铁芯是固定不变的，这样，当活塞一面即S极和相邻的铁芯时而相互吸引时而相互排斥的同时，活塞的另一面即N极正好和相邻的铁芯进行着正好和S极相反的相互作用，即时而相互排斥时而相互吸引。这样，活塞的一面受到吸引时，另一面就受到排斥，反之即然。活塞在电磁吸引力和排斥力的同时作用下迅速向一侧移动，当铁芯线圈电流方向改变时，随着铁芯磁极极性的改变，活塞又会在电磁排斥力和吸引力的同时作用下迅速向另一侧移动。活塞在交变磁场的作用下周而复始的往复运动，即可使双动往复水泵进行正常工作。
有益效果
该实用新型和双动往复水泵相比具有以下优点：
(1)将动力装置、传动装置和水泵装置融合为一体，使该实用新型配套设备大大简化；
(2)该实用新型造价低、效率较高、噪音小是其显著的优点；
(3)该实用新型可对水进行磁化。
图面说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例的正视剖面图。
图2是图1的俯视剖面图。
图3是进水阀或出水阀的放大图。
图4是图3的俯视剖面图。
图5是左、右定子绕组中通过的交流电流随时间变化曲线。
图6是左、右定子绕组线圈绕向及交流电流通过线圈时所产生磁场的示意图。
图中1.泵体 2.左容积室 3.螺丝 4.出水阀 5.定子 6.储能器7.活塞 8.出水管 9.出水室 10.右容积室 11.进水阀 12.螺栓13.螺丝 14.检修盖板 15.铁芯座 16.水泵上盖 17.进水室18.进水管 19.水泵下盖 20.电源进线 21.阀辨 22.套管 23.弹簧24.钢柱 25.套管支架
实现实用新型最好方式
在图1中，泵体(1)是由铸钢铸造，其作用是通过和水泵上盖(16)、水泵下盖(19)、检修盖板(14)等部件的组合，构造该实用新型的进水室(17)、出水室(9)、活塞缸室、左容积室(2)、右容积室(10)；左容积室(2)是由出水阀(4)、进水阀(11)和部分泵体(1)所组成，出水阀(4)安装在容积室的上面，进水阀(11)安装在容积室的下面(出水阀(4)和进水阀(11)的结构将在图3中详细介绍)，进水阀(11)的作用就是使进水室(17)里的水进入到左容积室(2)和右容积式(10)，出水阀(4)的结构和进水阀(11)完全相同，出水阀(4)的作用就是使左容积室(2)和右容积室(10)里的有压水流流到出水室(9)。左容积室的作用是通过活塞(7)的左右往复运动，使其容积增大或缩小，从而在容积室建立正压或负压，并通过进水阀(11)和出水阀(4)的关闭和打开，使水进入容积室并进行加压进而排出容积室。螺丝(3)是标准零件，它的作用就是将水泵上盖(16)、水泵下盖(19)、检修盖板(14)固定在水泵泵体(1)上。活塞(7)正反两面是由工字型永久磁铁制作而成，为了增加强度，在工字型永久磁铁凹槽内嵌装钢板，这样使活塞(7)不仅具有产生永久磁场的功能，而且也具有普通活塞的功能，活塞(7)一面为磁场S极，另一面为N极，这一永久磁场随着活塞在缸体滑道中运动而运动。定子(5)分为左、右两个部分，一部分装置在活塞(7)的左侧，另一部分装置在活塞(7)的右侧，每一部分均是由铁芯和线圈绕组组成，左、右两侧铁芯结构是相同的，均是由若干片工字型硅钢片叠压而成，设置铁芯的目的是为交变磁场提供磁路，并在铁芯两个平面处形成两个磁极面，即S极面和N极面。在铁芯凹槽内绕有若干圈涂有防水漆高绝缘铜线，铜线在左、右铁芯上的绕向正好是相反的(详见图6示意图)，其目的是当线圈绕组通过同一交流电时(交流电流示意图见图5)时，不仅要在铁芯所提供的磁路中产生磁场，而且要使左、右两个铁芯在两个极面上的极性排列顺序相反，即N
左铁芯S、N
活塞S、S
右铁芯N或S
左铁芯N、N
活塞S、N
右铁芯S。出现这种情况的原理是根据右旋定理，磁场的方向和线圈绕向及绕组中的电流方向有关，当电流方向改变时磁场的方向也随之改变，由于左右两个绕组线圈绕向相反，且线圈中通过的是同一交流电流，而该交流电流在半个周期内其方向改变一次，这样在左右两个铁芯的两个极面上的极性也会在半个周期内交换一次，即铁芯两个极面的极性是随时间变化的，正是由于铁芯极面极性的变化而使活塞(7)进行往复运动。其原理是当左定子铁芯右侧极面和活塞(7)左侧N极面极性不同时相互吸引，而右定子铁芯左侧极面和活塞(7)右侧S极面极性正好相同相互排斥，这种情况可表示为：N
左定子S、N
活塞S、S
右定子N，由于左、右定子是固定不动的，因此活塞(5)就会在吸引力和排斥力的同时作用下迅速向左移动，移动一段距离后，由于绕组中的电流方向的改变(见图5所示)，而使左、右定子和活塞(7)的极性改变成如下所示：S
左 定子N、N
活塞S、N
右定子S，这时活塞(7)就会在新产生的吸引力和排斥力的同时作用下，迅速向右移动，这样活塞(7)周而复始的往复运动，即可完成该实用新型的提水工作过程。储能器(6)是由高强度高弹性橡胶材料制作，通过螺杆(12)和定子铁芯连接在一起，其作用是当活塞(7)在进行往复运动时，一方面，通过吸收动能减少活塞(7)在高速运动过程中对左、右定子的冲击力，另一方面，通过动能的释放使活塞(7)在作反向运动时，为活塞(7)施加一个启动助推力，以使活塞(7)快速启动。螺杆(12)焊接在左、右铁芯上，其作用就是固定储能器(6)。出水管(8)是由钢管制作，焊接在水泵上盖(16)上，其作用是将出水室(9)里的有压水引出水泵。出水室(9)是由水泵上盖(16)、检修盖板(14)和泵体(1)所组成，水泵上盖(16)和检修盖板(14)均是由钢板切割加工而成，并均是通过螺丝(3)固定在泵体(1)上，其作用一是和泵体(1)一起构成出水室(9)，二是可通过打开水泵上盖(16)和检修盖板(14)对水泵进行检修，出水室(9)的作用就是储存从左容积室(2)和右容积室(10)里流出来的有压水，并通过降低水流速度回收动能，以进一步增加水的压能，而使水泵产生较高的扬程。右容积室(10)的构成及作用和左容积室(2)完全一样，这里不在叠述。螺栓(12)一端焊接在铁芯上，另一端为自由端，通过螺母将储能器(6)固定在铁芯上。进水室(17)是由水泵下盖(19)和泵体(1)所组成，水泵下盖(19)由钢板切割加工而成，通过螺丝(3)和泵体连接在一起，其作用一是和泵体(1)一起构成进水室(17)，二是打开水泵下盖(19)可对水泵进行检修。进水室(17)的作用是为从进水管(18)进入泵内的水提供储存空间的同时，使水流迅速降速，以减少水在泵内的水力损失并回收部分动能。进水管(18)是由钢管制作而成，焊接在水泵下盖(19)上，其作用是将进水池的水引入水泵进水室(17)。电源进线(20)是由绝缘防水电缆制作而成，和左、右定子绕组相连接，其作用就是将交流电流引入左、右定子绕组中。
在图2中，铁芯座(15)由钢板焊接而成，是一个方形支架，这个支架又和铁芯(5)焊接在一起。螺丝(13)为标准零件，其作用是将铁芯(5)通过铁芯座(15)固定在泵体(1)上。
在图3中，阀辨(21)为圆盘形，由钢板切割加工而成，在中心焊接有一个钢柱(24)，钢柱(24)的另一端固定有一个弹簧(23)，钢柱(24)穿套在管套(22)里，管套(22)由钢管制作而成，并焊接在管套支架(25)上，管套支架(25)是由圆钢制作而成，焊接在泵体(1)上。这样阀辨(21)可以沿套管(22)方向上下移动，当阀辨有一个向上作用力作用时，阀辨(21)就会向上移动，而使进水阀(11)或出水阀(4)打开，同时弹簧(23)受到压缩而储能，当作用在阀辨(21)上这个力消失或小于弹簧(23)恢复力时，弹簧(23)储能释放，阀辨(21)就会在弹簧(23)恢复力的作用下向下运动，以使进水阀(11)或出水阀(4)关闭。
在图4中的部件在图3中已做了介绍，这里不在叠述。
在图5中，横坐标为时间，纵坐标为交流电流随时值，从图中可以看出，交流电流在开始时数值由小逐渐增大，当t＝T/4时(T是交流电周期)，电流i数值到达最大值Im，这时定子(5)中的交流磁场强度也由弱到强，左、右定子(5)铁芯的极面极性在这段时间里并无变化，当t从T/4到T/2时，电流i的数值由最大Im减小到0，这时定子(5)中的交流磁场强度也由强到弱，到消失，左、右定子(5)铁芯极面极性在这段时间里虽无变化，但当t＝T/2时刻时，已无磁性(磁场瞬时消失)。当t从T/2到3T/4时，电流i的数值由0变化到负值，到-Im，电流i的数值为负值意味着电流方向发生了变化，由于电流方向发生了变化，根据右旋定理，这时定子(5)中的交流磁场的极性也相应的发生了变化，原来S极变为N极，N极变为S极，磁场强度也由弱变强，当t从3T/4到T时，交变电流i的数值从-Im变化到0，i这个变化过程就意味着磁场极性虽没有变化，但磁场强度已由强变弱又变到0，为下一个阶段磁场极性变化做准备。从以上分析可知，交流电流i在一个周期内变化情况是：从0→Im→0→-Im→0；左定子(5)磁场极性变化情况是：从无→S|N→N|S→无，而右定子(5)磁场极性变化情况是：从无→N|S→S|N→无；左、右定子(5)磁场强度变化情况是：从0→弱→强→弱→0→弱→强→弱→0，这样周而复始的变化即可完成交变磁场的工作过程。
在图6中，左、右定子(5)绕组中通过的交流电流i是同一电流，左、右定子(5)绕组线圈绕向是相反的，这样根据右旋定理，左、右定子(5)铁芯磁场极性正好相反。
通过对图1～图6的介绍可以把该实用新型的工作过程归纳如下：
当左、右定子(5)绕组中通以同一交流电流i时，左、右定子(5)铁芯中产生交变磁场，左、右铁芯的交变磁场和活塞(7)的永久磁场相互作用，由于这三个磁场相互作用，活塞(7)进行左右往复运动，当活塞(7)向左运动时，左容积室(2)容积减小其室内压力升高，而右容积室(10)容积增大，其室内压力减小而产生负压，产生负压的右容积室(10)里的进水阀(11)就会迅速打开，出水阀(4)迅速关闭，产生正压的左容积室(2)里的出水阀(4)就会迅速打开而进水阀(11)迅速关闭，这样左容积室(2)的有压水就会通过出水阀(4)进入出水室(9)，而在同时，进水室(17)里的水也会通过进水阀(11)进入右容积室(10)，同样当活塞(7)向右移动时，右容积室(10)里的水压增加，当压力增加到一定程度时，进水阀(11)关闭，出水阀(4)打开，有压水通过出水阀(4)进入出水室(9)，左容积室(2)里的压力减小，当压力减小到负压时，进水阀(11)打开，出水阀(4)关闭，进水室(17)里的水通过进水阀(11)进入左容积室(2)，这样周而复始的运行，从而使水不断地通过进水管(18)进入进水室(17)，进水室(17)的水又不断地通过进水阀(11)交替地进入左、右容积室，左、右容积室里的水在交替加压后通过出水阀(4)送到出水室(9)，出水室(9)的有压水通过在此降速并进一步增压，从而源源不断地将水通过出水管(8)输送到出水池或管网。
Claims (4)
1、一种电磁双动往复水泵，其特征在于：在双动往复水泵内设置有产生交变磁场的定子和产生永久磁场的活塞，定子分为左、右两个部分，一部分装置在活塞的左侧，另一部分装置在活塞的右侧，定子左、右两个部分均和泵体固定在一起，活塞设置在泵体的缸体滑道中，定子和活塞通过磁场相互联系。
2、根据权利要求1所述一种电磁双动往复水泵，其特征在于：定子左、右两个部分均是由铁芯和线圈绕组所组成，左、右两侧铁芯结构相同，均是由若干片工字型硅钢片叠压而成，在铁芯两个平面处形成两个磁极面，即S极面和N极面，在铁芯凹槽内绕有若干圈涂有防水漆高绝缘铜线，铜线在左、右铁芯上的绕向相反。
3、根据权利要求1所述一种电磁双动往复水泵，其特征在于：活塞正反两面是由工字型永久磁铁制作而成，在工字型永久磁铁凹槽内嵌装钢板，活塞一面为磁场S极，另一面为N极，活塞自由放置在泵体的缸体滑道中。
4、根据权利要求2所述一种电磁双动往复水泵，其特征在于在铁芯极面上固定有储能器，该储能器由弹性和强度较高的橡胶制作而成。
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