RU2037653C1

RU2037653C1 - Peristaltic pump

Info

Publication number: RU2037653C1
Application number: RU93003331A
Authority: RU
Inventors: И.Р. Кириллов; А.П. Огородников; В.П. Остапенко; А.В. Ионов; Н.Н. Куприянов
Original assignee: Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: flexible diaphragm divides the housing into working and body cavities filled with non-conducting fluid medium. The inductor of the travelling magnetic field is made three-phase. The body cavity is filled with magnetic liquid and is separated from the working chamber by a flat diaphragm. Each phase of the inductor is powered through gates from the power supply with the frequency of less than 3 Hz and more than 1.5 Hz. EFFECT: enhanced efficiency of pumping over the non-conducting liquids. 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для перекачивания неэлектропроводящих или слабо электропроводящих жидкостей. The invention relates to a pump engineering and can be used in various sectors of the economy for pumping non-conductive or weakly conductive liquids.

Известны перистальтические насосы линейного типа [1, 2] основными узлами которых являются линейный индуктор бегущего магнитного поля и канал, разделенный эластичной диафрагмой на два подканала, один из которых является рабочим, а другой промежуточным, причем промежуточный подканал может заполняться электропроводящей средой или другой жидкостью. Linear type peristaltic pumps are known [1, 2] the main nodes of which are a linear traveling magnetic field inductor and a channel divided by an elastic diaphragm into two subchannels, one of which is a working one and the other intermediate, and the intermediate subchannel can be filled with an electrically conductive medium or other liquid.

При подключении индуктора к сети переменного трехфазного тока возникает бегущее магнитное поле, которое воздействует на электропроводящую среду в промежуточном подканале или на ленточную ферромагнитную диафрагму и приводит их в волнообразное движение. Бегущая по электропроводящей среде или ленточной диафрагме волна обеспечивает перемещение перекачиваемой среды в рабочем подканале. When the inductor is connected to a three-phase alternating current network, a traveling magnetic field appears, which acts on the electrically conductive medium in the intermediate subchannel or on the tape ferromagnetic diaphragm and puts them in a wave-like motion. A wave traveling along an electrically conductive medium or a tape diaphragm provides movement of the pumped medium in the working subchannel.

Известен перистальтический насос [3] содержащий корпус, вдоль которого расположен с двух сторон индуктор. В корпусе образована рабочая полость из эластичного шланга плоской формы, полость по середине разделена ленточным ферромагнитным органом, который может быть выполнен с ферромагнитным сердечником, состоящим из слоя ферромагнитных дробинок. При подключении индуктора к блоку питания возникает бегущее магнитное поле, которое воздействует на ленточный рабочий орган, приводит его в волнообразное движение и тем самым обеспечивает передвижение рабочей среды по рабочей полости от входа к выходу. Known peristaltic pump [3] containing a housing along which an inductor is located on both sides. A working cavity is formed in the body from a flexible hose of a flat shape, the cavity in the middle is divided by a ribbon ferromagnetic organ, which can be made with a ferromagnetic core consisting of a layer of ferromagnetic pellets. When the inductor is connected to the power supply, a traveling magnetic field appears, which acts on the tape working body, puts it in a wave-like motion and thereby ensures the movement of the working medium along the working cavity from entrance to exit.

Недостатком указанного насоса является сложность изготовления конструкции ленточного ферромагнитного органа. Он должен быть ферромагнитным и в то же время обладать хорошей эластичностью, чтобы изгибаться с частотой питающего индуктор магнитного поля для создания перистальтической волны. Кроме того, силовое взаимодействие для образования перистальтической волны происходит с тонким слоем феppомагнетика и ограничивается толщиной ленточного рабочего органа. The disadvantage of this pump is the complexity of manufacturing the design of a tape ferromagnetic organ. It must be ferromagnetic and at the same time have good elasticity to bend with the frequency of the magnetic field supplying the inductor to create a peristaltic wave. In addition, the force interaction for the formation of a peristaltic wave occurs with a thin layer of pheppromagnet and is limited by the thickness of the tape working body.

Известен также, принимаемый за прототип, перистальтический насос [4] в котором корпус снабжен жесткой вставкой, имеющей криволинейные поверхности. Во вставке размещена электромагнитная система. Сверху и снизу вставки корпус разделен двумя эластичными диафрагмами, разделяющими корпус в верхней и нижней частях на две полости: рабочую и корпусную. Диафрагмы имеют заранее заданную начальную волнообразную форму и могут быть изготовлены как из магнитного, так и немагнитного материала. При подаче электропитания на электромагнитную систему возникает бегущее вдоль нее электромагнитное поле, которое притягивает диафрагмы. Диафрагмы совершают волнообразное движение, перемещая перекачиваемую среду в рабочей полости от входа к выходу. Also known, adopted for the prototype, peristaltic pump [4] in which the housing is equipped with a rigid insert having curved surfaces. The insert contains an electromagnetic system. On top and bottom of the insert, the casing is divided by two elastic diaphragms, dividing the casing in the upper and lower parts into two cavities: the working and the casing. The diaphragms have a predetermined initial wave-like shape and can be made of both magnetic and non-magnetic material. When applying power to the electromagnetic system, an electromagnetic field running along it appears, which attracts the diaphragms. The diaphragms make a wave-like movement, moving the pumped medium in the working cavity from entrance to exit.

Недостатком данного технического решения является трудность выполнения диафрагмы из магнитного материала, обладающего достаточной эластичностью в процессе работы и сохранением заданной начальной волнообразной формы. В случае немагнитных диафрагм и магнитной жидкости в корпусных полостях эффективность устройства будет низкой, так как корпусные полости, в которых находится магнитная жидкость, удалены от индуктора и находятся в зоне слабого воздействия магнитного поля. Кроме того, процесс волнообразного движения диафрагмы, имеющей начальную волнообразную форму, при обычных частотах питания бегущего магнитного поля в десятки и более герц весьма затруднителен в силу инерционности диафрагмы, которая при этих частотах не может отслеживать быстро протекающий практически безынерционный процесс изменения магнитного поля по длине индуктора. The disadvantage of this technical solution is the difficulty of making the diaphragm from a magnetic material having sufficient elasticity during operation and maintaining a given initial wave-like shape. In the case of non-magnetic diaphragms and magnetic fluid in the body cavities, the efficiency of the device will be low, since the body cavities in which the magnetic fluid is located are removed from the inductor and are in a weak magnetic field. In addition, the process of wave-like motion of a diaphragm having an initial wave-like shape, at ordinary power frequencies of a traveling magnetic field of tens or more hertz, is very difficult due to the inertia of the diaphragm, which at these frequencies cannot track the rapidly occurring practically inertialess process of changing the magnetic field along the length of the inductor .

Задача изобретения увеличить эффективность и повысить надежность насоса. The objective of the invention is to increase efficiency and increase the reliability of the pump.

Это достигается за счет того, что в известном перистальтическом насосе, содержащем корпус, разделенный волнообразной диафрагмой на корпусные и рабочие полости, и индуктор бегущего магнитного поля, который выполнен трехфазным, а корпусная полость заполнена магнитной жидкостью, диафрагма является плоской и каждая фаза индуктора запитана через вентили (неуправляемые диоды) от источника питания частотой f (1,5 Гц ≅ f ≅ 3 Гц). This is achieved due to the fact that in the known peristaltic pump containing a housing divided by a wave-shaped diaphragm into housing and working cavities, and a traveling magnetic field inductor, which is made three-phase, and the housing cavity is filled with magnetic fluid, the diaphragm is flat and each phase of the inductor is fed through valves (uncontrolled diodes) from a power source with a frequency of f (1.5 Hz ≅ f ≅ 3 Hz).

На чертеже показан насос, продольный разрез. The drawing shows a pump, a longitudinal section.

Насос содержит корпус 1, разделенный эластичной плоской мембраной (диафрагмой) 2 на рабочую 3 и корпусную 4 полости. Вдоль корпуса 1 расположен трехфазный индуктор 5, в пазах которого находятся катушки 6 обмотки возбуждения, создающие вдоль корпуса бегущее магнитное поле, каждая фаза А, В, С обмотки возбуждения запитана через диоды 7 (неуправляемые вентили) от источников 8 питания. The pump comprises a housing 1, divided by an elastic flat membrane (diaphragm) 2 into a working 3 and a housing 4 cavity. Along the housing 1 is a three-phase inductor 5, in the grooves of which are the coils 6 of the field winding, creating a running magnetic field along the body, each phase A, B, C of the field coil is powered through diodes 7 (uncontrolled valves) from power supplies 8.

При подключении индуктора 5 к трехфазному источнику питания 8 через диоды 7 в рабочей полости 3 и корпусной полости 4 возникает импульсное бегущее магнитное поле, которое воздействует на магнитную жидкость в корпусной полости 4. Магнитная жидкость под воздействием импульсов бегущего магнитного поля приводится в волнообразное движение с частотой питающего напряжения. Бегущее волнообразное движение магнитной жидкости в полости 4 через эластичную мембрану (диафрагму) 2, которая принимает волнообразную форму передается жидкости, расположенной в рабочей полости 3. Волновое движение мембраны обеспечивает перемещение перекачиваемой среды в рабочей полости 3. В качестве источника питания может быть изготавливаемый промышленностью стандартный преобразователь частоты типа ПЧШ-2121 УХЛ4. When the inductor 5 is connected to a three-phase power supply 8 through diodes 7 in the working cavity 3 and the housing cavity 4, a pulsed traveling magnetic field arises that acts on the magnetic fluid in the housing cavity 4. The magnetic fluid is driven in a wave-like motion with a frequency of pulses of a traveling magnetic field supply voltage. The traveling wave-like motion of the magnetic fluid in the cavity 4 through an elastic membrane (diaphragm) 2, which takes on a wave-like shape, is transmitted to the fluid located in the working cavity 3. The wave-like movement of the membrane ensures the movement of the pumped medium in the working cavity 3. A standard manufactured by industry can be used as a power source frequency converter type ПЧШ-2121 УХЛ4.

Claims

A PERISTALTIC PUMP containing a housing divided by an elastic diaphragm into a working and housing cavity filled with a non-conductive fluid, and a traveling magnetic field inductor, characterized in that the inductor is three-phase, the housing cavity is filled with magnetic fluid and separated from the working cavity by a flat diaphragm, and each phase the inductor is fed through valves from a power source with a frequency of 1.5 to 3.0 Hz.