RU2016234C1 - Устройство для перемещения газа - Google Patents
Устройство для перемещения газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016234C1 RU2016234C1 SU4947178A RU2016234C1 RU 2016234 C1 RU2016234 C1 RU 2016234C1 SU 4947178 A SU4947178 A SU 4947178A RU 2016234 C1 RU2016234 C1 RU 2016234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- working
- chambers
- compressor
- area
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: рабочие органы двух камер механически связаны с подвижным элементом привода. Камеры последовательно соединены между собой. Площадь рабочего органа камеры первой ступени выполнена больше площади рабочего органа камеры второй ступени. Площадь первого рабочего органа определяют по заданной формуле. 1 ил.
Description
Изобретение относится к компрессоро- и насосостроению, а именно к двухступенчатым компрессорам и насосам объемного действия с электромагнитным приводом, используемым, например, в медицинской технике, а также в других областях техники, где необходимы источники повышенного или пониженного давления.
Устройство для перемещения газа может быть выполнено в виде источника повышенного давления (компрессор) или пониженного давления (вакуумный насос). При этом в каждом случае камера, связанная с атмосферой, является камерой первой ступени, а камера, связанная с нагрузкой, - камерой второй ступени. Рабочие органы могут быть выполнены в виде поршня, диафрагмы или мембраны.
Известно устройство для перемещения газа объемного действия (компрессор), содержащее электромагнитный привод, две последовательно соединенные камеры первой и второй ступеней, рабочие органы которых выполнены в виде диафрагм, каждая из которых посредством тяги механически связана с постоянным магнитом, совершающим возвратно-поступательное движение между полюсами сердечника электромагнита переменного тока.
В таком компрессоре на каждую диафрагму дополнительно к тяговому усилию привода, изменяющемуся по синусоидальному закону, действует постоянная сила, равная разности сил, создаваемыми атмосферным давлением (с внешней стороны диафрагмы) и постоянной составляющей давления в камере (с внутренней стороны диафрагмы). Эта дополнительная сила вызывает постоянное смещение диафрагмы и механически связанного с нею постоянного магнита из среднего положения между полюсами сердечника в сторону одного из полюсов, что ведет к уменьшению размаха колебаний постоянного магнита. Чем выше рабочее давление, тем больше смещение постоянного магнита и меньше размах его колебаний. В результате уменьшается рабочий ход каждой диафрагмы и, следовательно, ухудшаются эксплуатационные параметры, а именно уменьшаются объемная подача, наибольшее рабочее и предельное давление компрессора, КПД.
Таким образом, в известном устройстве нельзя обеспечить расчетные эксплуатационные параметры (объемную подачу, наибольшее рабочее и предельное давления, КПД).
Известно устройство для перемещения газа объемного действия, принятое в качестве прототипа, содержащее электромагнитный привод, две последовательно соединенные камеры первой и второй ступеней, рабочие органы которых выполнены в виде диафрагм, механически связанных между собой и с подвижным элементом привода.
Известное устройство отличается от аналога тем, что тяги, на которых закреплены диафрагмы и постоянные магниты, механически связаны между собой стяжкой. При этом действующие на диафрагмы дополнительные силы оказываются приложенными к подвижному элементу привода в противоположных направлениях.
Однако, полная компенсация дополнительных сил не достигается, так как постоянные составляющие давлений в камерах двухступенчатого компрессора и насоса не равны между собой.
Таким образом, известное устройство при эксплуатации не обеспечивает расчетные параметры, а именно объемную подачу, наибольшее рабочее и предельное давление для компрессора, наибольшее рабочее и предельное разрежение для насоса, КПД из-за неполной компенсации сил, действующих на рабочие органы.
Цель изобретения - улучшение эксплуатационных параметров устройства для перемещения газа за счет компенсации сил, действующих на рабочие органы из-за разности постоянных составляющих избыточных давлений в камерах.
Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для перемещения газа, например, компрессоре или насосе объемного действия, содержащем электромагнитный привод, две последовательно соединенные камеры первой и второй ступеней, рабочие органы которых механически связаны с подвижным элементом привода, площадь S1 рабочего органа первой ступени выполнена большей, чем площадь S2 рабочего органа второй ступени, при этом S1 определяют по формуле
S1 S1≅ · S2, S2, где Δ Р1 и Δ Р2 - постоянные составляющие избыточных давлений в камерах соответственно первой и второй ступеней.
S1 S1≅ · S2, S2, где Δ Р1 и Δ Р2 - постоянные составляющие избыточных давлений в камерах соответственно первой и второй ступеней.
Действительно, выполнение площади S1 рабочего органа первой ступени большей, чем площадь S2 рабочего органа камеры второй ступени, дает возможность компенсировать дополнительные силы, действующие на рабочие органы при работе устройства. Для полной компенсации действующих в противоположных направлениях дополнительных сил необходимо, чтобы выполнялось равенство
(Р1 - Ратм) ˙ S1=(Р2 - Ратм) ˙ S2, где Ратм - атмосферное давление;
Р1 и Р2 - постоянная составляющая давления в камерах соответственно первой и второй ступеней. Обозначая постоянную составляющую избыточного давления Δ Р1 = = Р1 - Ратм и Δ Р2 = Р2 - Ратм в камерах соответственно первой и второй ступеней, получаем условие полной компенсации дополнительных сил Δ Р1 ˙ S1= Δ Р2 ˙ S2. При этом S1, всегда будет больше S2 из-за того, что всегда больше единицы, потому что в двухступенчатых устройствах для перемещения газа (компрессоре и насосе) Δ Р2 всегда больше Δ Р1. В результате компенсации дополнительных сил увеличивается объемная подача при одновременном повышении наибольшего рабочего и предельного давлений компрессора и разрежений насоса, КПД за счет увеличения хода рабочего органа.
(Р1 - Ратм) ˙ S1=(Р2 - Ратм) ˙ S2, где Ратм - атмосферное давление;
Р1 и Р2 - постоянная составляющая давления в камерах соответственно первой и второй ступеней. Обозначая постоянную составляющую избыточного давления Δ Р1 = = Р1 - Ратм и Δ Р2 = Р2 - Ратм в камерах соответственно первой и второй ступеней, получаем условие полной компенсации дополнительных сил Δ Р1 ˙ S1= Δ Р2 ˙ S2. При этом S1, всегда будет больше S2 из-за того, что всегда больше единицы, потому что в двухступенчатых устройствах для перемещения газа (компрессоре и насосе) Δ Р2 всегда больше Δ Р1. В результате компенсации дополнительных сил увеличивается объемная подача при одновременном повышении наибольшего рабочего и предельного давлений компрессора и разрежений насоса, КПД за счет увеличения хода рабочего органа.
На чертеже приведен пример выполнения устройства для перемещения газа в виде компрессора с рабочим органом - диафрагмой.
Компрессор содержит две камеры 1 и 2 соответственно первой и второй ступеней с клапанами всасывающим 3, нагнетательным 4 и обратным 5, эластичные диафрагмы 6 и 7, механически связанные с ними тяги 8 и 9, эластично или шарнирно закрепленные на корпусе компрессора, стяжку 10, соединяющую между собой тяги 8 и 9, постоянные магниты 11 и 12, закрепленные на концах тяг 8 и 9, Ш-образный магнитопровод 13 с катушкой 14 индуктивности с клеммами 15 и 16 переменного тока.
Площадь диафрагмы 6 превышает площадь диафрагмы 7 и выбрана в соответствии с формулой
S1 S1≅ · S2. S2
Постоянные магниты 11 и 12 ориентированы к магнитопроводу разноименными полюсами. Камера 1 через клапан 3 соединяется с атмосферой, а камера 2 через клапан 4 - с нагрузкой.
S1 S1≅ · S2. S2
Постоянные магниты 11 и 12 ориентированы к магнитопроводу разноименными полюсами. Камера 1 через клапан 3 соединяется с атмосферой, а камера 2 через клапан 4 - с нагрузкой.
Компрессор работает следующим образом.
При подаче на клеммы 15 и 16 переменного напряжения в воздушных зазорах между полюсами магнитопровода 13 создается знакопеременное магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля с постоянными магнитами 11 и 12 вызывает их согласованное (однонаправленное) возвратно-поступательное движение. При движении диафрагм 6 и 7 справа налево в камере 2 происходит выхлоп воздуха в нагрузку через открытый клапан 4. При этом клапан 5 закрыт, клапан 3 открыт, и в камере 1 происходит всасывание воздуха из атмосферы через клапан 3. При движении диафрагм 6 и 7 слева направо закрыты клапаны 3 и 4, открыт клапан 5, и происходит перекачка газа из камеры 1 в камеру 2 через клапан 5.
Выполнение устройства в виде вакуумного насоса отличается от компрессора тем, что площадь диафрагмы 7 выполнена большей, чем площадь диафрагмы 6. При этом камера 2 соединяется с атмосферой через клапан 4, а камера 1 соединяется с откачиваемым объектом через клапан 3.
Работает предлагаемое устройство следующим образом.
При движении диафрагм 6 и 7 справа налево в камере 2 происходит выхлоп газа в атмосферу через открытый клапан 4. При этом клапан 5 закрыт, клапан 3 открыт, и в камере 1 происходит всасывание газа из откачиваемого объекта через клапан 3. При движении диафрагм 6 и 7 слева направо клапаны 3 и 4 закрыты, клапан 5 открыт и происходит перекачка газа из камеры 1 в камеру 2 через клапан 5.
Экспериментальная проверка предложенного устройства подтвердила, что по сравнению с насосом-прототипом объемная подача увеличивается в 3 раза, наибольшее рабочее разрежение и КПД в 3,5 раза и предельное разрежение в 1,4 раза.
Предлагаемое устройство будет использовано в разрабатываемых офтальмологическом отсасывателе 00-01 (медицинский соисполнитель МНТК "Микрохирургия глаза") и хирургическом отсасывателе ОХ-01 (медицинский соисполнитель НИИСП им. Склифосовского).
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГАЗА, например компрессор, содержащее электромагнитный привод, две камеры, рабочие органы которых механически связаны с подвижным элементом привода, отличающееся тем, что камеры последовательно соединены между собой, при этом площадь S1 рабочего органа камеры первой ступени выполнена большей, чем площадь S2 рабочего органа камеры второй ступени, при этом S1 определяют по формуле
S1≅ · S2,
где ΔP1 и ΔP2 - постоянные составляющие избыточных давлений в камерах соответственно первой и второй ступени.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4947178 RU2016234C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Устройство для перемещения газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4947178 RU2016234C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Устройство для перемещения газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016234C1 true RU2016234C1 (ru) | 1994-07-15 |
Family
ID=21580176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4947178 RU2016234C1 (ru) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Устройство для перемещения газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016234C1 (ru) |
-
1991
- 1991-06-20 RU SU4947178 patent/RU2016234C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4154559, кл. 417-413, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4750871A (en) | Stabilizing means for free piston-type linear resonant reciprocating machines | |
KR102159661B1 (ko) | 왕복동 압축기용 전자기 액추에이터 | |
US7819642B2 (en) | Reciprocatory fluid pump | |
RU2016234C1 (ru) | Устройство для перемещения газа | |
US3492819A (en) | Magnetic fluid pressure converter | |
KR101384226B1 (ko) | 전자기식 공기 압축기 | |
US20180230992A1 (en) | Linear pumping system and methods for controlling the same | |
US4476681A (en) | Balance free-piston hydraulic pump | |
SU832117A1 (ru) | Мембранный компрессор | |
WO2019017028A1 (ja) | 往復動式リニアモータ | |
JP2005273477A (ja) | 電磁式ダイヤフラムポンプ | |
WO1996008130A3 (de) | Hydraulisch oder pneumatisch betriebene kolben- und/oder membran-pumpe | |
KR100464043B1 (ko) | 왕복동식 압축기의 공진주파수 조절 장치 | |
RU2792183C1 (ru) | Компрессор на основе линейного двигателя | |
CN116792282A (zh) | 电磁控制装置及流体控制系统 | |
RU32546U1 (ru) | Электромагнитный компрессор | |
US7467517B2 (en) | Transducer or motor with fluidic near constant volume linkage | |
KR100414113B1 (ko) | 왕복동식 압축기 | |
RU2205294C2 (ru) | Магнитный насос | |
JPH03294669A (ja) | リニア電動機駆動圧縮機 | |
JP3084513B2 (ja) | 真空ポンプおよびその駆動方法 | |
Gu et al. | Design and Calculation an a Miniature High-Pressure Compressor Used in Closed Throttle Refrigerator | |
RU2704062C1 (ru) | Побудитель движения жидкой среды | |
JPS6315829B2 (ru) | ||
KR20160097889A (ko) | 비접촉식 다이아프램 펌프 |