RU2114321C1

RU2114321C1 - Peristaltic pump

Info

Publication number: RU2114321C1
Application number: RU94009324A
Authority: RU
Inventors: Борис Евгеньевич Власов
Original assignee: Борис Евгеньевич Власов
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: peristaltic pumps. SUBSTANCE: pump has inlet hole, elastic ferromagnetic body in form of ferromagnetic balls in lubricating liquid and flexible envelope embracing the magnetic circuit with inductors located along axis. Movable magnetic field created around inductors by means of switching device deforms flexible envelope carrying the medium being handled. Innovation of invention consists in use of ferromagnetic balls in lubricating liquid which may move in axial passages towards initial position, thus increasing magnetic permeability of system. EFFECT: increased magnetic permeability. 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом, может быть также использовано в качестве движителя водометных судов, движителя в сыпучих средах, а также для проходки скважин и подъема жидкостей с больших глубин. The invention relates to peristaltic pumps with an electromagnetic drive, can also be used as a mover of water-jet vessels, a mover in bulk media, as well as for driving wells and lifting liquids from great depths.

Известны движители водометных судов (Куликов С.В., Хромкин М.Ф. Водометные движетели. Л., 1980, с. 22, рис. 11.3), содержащие приемное отверстие, водовод, в котором на гребном валу в подшипниках размещен насос традиционной конструкции. Known propulsors of water-jet vessels (Kulikov S.V., Khromkin M.F. Water-jet propulsors. L., 1980, p. 22, Fig. 11.3), containing a receiving hole, a water conduit in which a pump of traditional design is placed on the propeller shaft in bearings .

Известны глубинные насосы и устройства для бурения (Б.С.Э. М., 1951, т. 6, с. 307-308), требующие для обеспечения работы сложные приспособления и оснастку. Well-known deep pumps and devices for drilling (B.S.E.M., 1951, v. 6, p. 307-308), which require sophisticated tools and equipment to ensure operation.

Недостатки аналогов: сложность конструкции, неэффективность и недолговечность из-за большого количества быстроизнашивающихся узлов. The disadvantages of analogues: design complexity, inefficiency and fragility due to the large number of wearing parts.

В качестве прототипа выбрано устройство (а.с. N 1130695, 1985), содержащее приемное отверстие, по меньшей мере одну камеру, эластичное ферромагнитное тело и электромагнитную систему, образованную расположенными на магнитопроводе вдоль камеры индукторами, которые запитаны током с возможностью перемещения магнитного поля вдоль оси камеры. Магнитное поле деформирует эластичную ферромагнитную оболочку трубчатой камеры и тем самым проталкивает перекачиваемую среду. Недостатки прототипа: сложность конструкции, ограниченные функциональные возможности из-за неэффективности, большого количества быстро изнашивающихся узлов и ограниченной проницаемости эластополимера феррооболочки рабочего тела. A device (A.S. N 1130695, 1985) was selected as a prototype, comprising a receiving hole, at least one chamber, an elastic ferromagnetic body, and an electromagnetic system formed by inductors located on the magnetic circuit along the chamber and energized with the possibility of moving the magnetic field along camera axis. The magnetic field deforms the elastic ferromagnetic shell of the tubular chamber and thereby pushes the pumped medium. The disadvantages of the prototype: the complexity of the design, limited functionality due to inefficiency, a large number of rapidly wearing nodes and limited permeability of the elastopolymer of the ferro-shell of the working fluid.

Задача изобретения - получение технического результата в виде упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей. The objective of the invention is to obtain a technical result in the form of a simplification of the design and expansion of functionality.

Технический результат достигнут тем, что эластичное ферромагнитное тело выполнено или охватывающим, или охватываемым индукторами электромагнитной системы, в виде свободно перемещающихся ферромагнитных, например, шариков в смазывающей, например, магнитной жидкости, которые заключены в герметичную оболочку, а магнитопровод индукторов изготовлен с возможностью перемещения ферромагнитных шариков в исходное положение. The technical result is achieved in that the elastic ferromagnetic body is either enclosed or covered by the inductors of the electromagnetic system, in the form of freely moving ferromagnetic, for example, balls in a lubricating, for example, magnetic fluid, which are enclosed in a sealed enclosure, and the magnetic circuit of the inductors is made with the possibility of moving the ferromagnetic balls in the starting position.

Технический результат достигнут также тем, что индукторы электромагнитной системы разделены по меньшей мере на две группы, которые поочередно запитаны током через переключающее устройство в виде, например, герконового реле. The technical result is also achieved by the fact that the inductors of the electromagnetic system are divided into at least two groups, which are alternately powered by a current through a switching device in the form, for example, of a reed relay.

Технический результат достигнут также тем, что эластичная оболочка изготовлена из несмачивающегося смазывающей жидкостью материала. The technical result is also achieved by the fact that the elastic shell is made of non-wettable lubricating fluid material.

Технический результат достигнут также тем, что индукторы выполнены спиралевидными, а магнитопровод изготовлен в виде, например, полого ферромагнитного троса. The technical result is also achieved by the fact that the inductors are helical, and the magnetic circuit is made in the form, for example, of a hollow ferromagnetic cable.

Технический результат достигнут также тем, что устройство выполнено в виде отдельных модулей, соединенных, например, последовательно. The technical result is also achieved by the fact that the device is made in the form of separate modules connected, for example, in series.

Технический результат достигнут также тем, что перед приемным отверстием закреплено буровое приспособление, например, в виде электробура, запитанного последовательно с индукторами, а эластичная оболочка выполнена с возможностью фиксации и перемещения вдоль стенок скважины. The technical result is also achieved by the fact that a drilling device is fixed in front of the receiving hole, for example, in the form of an electric drill, fed in series with inductors, and an elastic shell is made with the possibility of fixing and moving along the walls of the well.

Сущность изобретения заключается в повышении магнитной проницаемости эластичного ферромагнитного тела путем использования, например, ферромагнитных шариков с более высокой магнитной проницаемостью, чем ферроэластополимер прототипа, что обеспечивается транспортировкой шариков по аксиальным каналам к исходному положению. Это упрощает конструкцию, позволяет отказаться от применения быстро изнашивающихся узлов, а увеличение эффективности расширяет функциональные возможности перистальтического насоса. The essence of the invention is to increase the magnetic permeability of an elastic ferromagnetic body by using, for example, ferromagnetic balls with a higher magnetic permeability than the ferroelastopolymer of the prototype, which is ensured by the transportation of the balls along axial channels to the initial position. This simplifies the design, eliminates the use of rapidly wearing parts, and an increase in efficiency expands the functionality of the peristaltic pump.

При определении условия новизны технического решения не выявлено соответствия заявляемых признаков известному уровню техники. When determining the conditions of novelty of a technical solution, there is no revealed compliance of the claimed features with the prior art.

Условие изобретательского уровня подтверждается отсутствием известного влияния заявляемых отличительных признаков технического решения на достижение технического результата. The condition of the inventive step is confirmed by the absence of the known influence of the claimed distinctive features of the technical solution to achieve a technical result.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - возможный вариант принципиальной схемы переключающего устройства. In FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section; in FIG. 2 is a possible embodiment of a circuit diagram of a switching device.

Устройство на фиг. 1 содержит индукторы 10, магнитопровод 11, ферромагнитные шарики 12 в смазывающей жидкости, эластичную оболочку 13, перекачиваемую среду 14, гребни 15, приемное отверстие 16, аксиальные каналы 24, немагнитную прокладку 25, обечайку корпуса 26, крепежную втулку 27. The device of FIG. 1 contains inductors 10, a magnetic circuit 11, ferromagnetic balls 12 in a lubricating fluid, an elastic shell 13, a pumped medium 14, ridges 15, a receiving hole 16, axial channels 24, a non-magnetic gasket 25, a shell of the housing 26, a mounting sleeve 27.

Схема устройства на фиг. 2 содержит геркон 1 прямого хода, геркон 2 обратного хода 2, стоп-геркон 3, герконы 4 прерывания импульса, пусковые обмотки 5, герконы 6 включения импульса, включающие обмотки 7, управляющие герконы 8, тиристоры 9, обмотки индукторов 10, обмотки 17 блокировки включения, сопротивления 18 и конденсаторы 19 первой RC цепочки, обмотки 20 прерывания импульса, сопротивления 21 и конденсаторы 22 второй RC цепочки, обмотки 23 включения очередных импульсов. The circuit diagram of FIG. 2 contains reed switch 1, reverse switch 2, reed switch 3, reed switches 4 pulse interruptions, starting windings 5, reed switches 6, including windings 7, control reed switches 8, thyristors 9, windings of inductors 10, windings 17 lock inclusion, resistance 18 and capacitors 19 of the first RC circuit, windings 20 of interruption of the pulse, resistance 21 and capacitors 22 of the second RC circuit, windings 23 of switching on of the next pulses.

Магнитопровод 11 изготовлен из шихтованного железа из пластин, расположенных вдоль оси магнитопровода, в пазах которого уложены обмотки индукторов 10. Магнитопровод 11 охвачен немагнитной прокладкой 25 для уменьшения тормозного влияния на обратное перемещение шариков 12 перемещающегося магнитного поля индукторов 10. Вместо шариков могут быть применены как гомогенные магнитные жидкости, так и магнитные жидкости со взвесями феррочастиц различной величины. Магнитопровод 11 и эластичная оболочка 13 могут быть выполнены как с внутренним расположением оболочки, изображенным на фиг. 1, так и с внешним расположением. В этом случае перистальтические насосы могут быть применены в качестве движителя в сыпучих средах, для проходки вертикальных и горизонтальных скважин и др. Материал оболочки 13, если он выбран несмачивающимся текучим ферромагнитным рабочим телом 12, снижает потери на трение. Магнитопровод 11 может быть выполнен также в виде полого ферромагнитного троса, на который уложена, например, трехзаходная спиралевидная обмотка индукторов 10, при этом одновременно служащая в качестве подводящего кабеля, например, к электробуру, включаемого последовательно с индукторами 10. The magnetic circuit 11 is made of lined iron from plates located along the axis of the magnetic circuit, in the grooves of which the windings of the inductors are laid 10. The magnetic circuit 11 is covered by a non-magnetic gasket 25 to reduce the inhibitory effect on the backward movement of the balls 12 of the moving magnetic field of the inductors 10. Instead of balls, they can be used as homogeneous magnetic fluids and magnetic fluids with suspensions of ferroparticles of various sizes. The magnetic circuit 11 and the elastic shell 13 can be made as with the inner arrangement of the shell depicted in FIG. 1, and with an external arrangement. In this case, peristaltic pumps can be used as a mover in bulk media, for drilling vertical and horizontal wells, etc. The material of the shell 13, if it is selected non-wettable fluid ferromagnetic working fluid 12, reduces friction losses. The magnetic circuit 11 can also be made in the form of a hollow ferromagnetic cable, on which, for example, a three-way helical winding of inductors 10 is laid, while simultaneously serving as a lead cable, for example, to an electric drill connected in series with inductors 10.

Схема переключающего устройства на фиг. 2 может быть выполнена в любом известном варианте с использованием микропроцессоров, с расширением функциональных возможностей, например, до временного пропускания через индукторы постоянного тока для распирания эластичным рабочим телом 12, 13, например, стенок скважины. The circuit of the switching device in FIG. 2 can be performed in any known embodiment using microprocessors, with the expansion of functionality, for example, up to temporary transmission through direct current inductors for bursting by elastic working medium 12, 13, for example, of the walls of the well.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включается магнитная кнопка герконов прямого 1 или обратного 2 хода перекачиваемой среды. При этом питающее напряжение подается через стоп-геркон 3, геркон 1 или 2, нормально закрытый геркон 4 прерывания импульса к пусковой обмотке 5 геркона 6, который, включившись, запитывает включающую обмотку 7 геркона 8 управления тиристора 9, подающего ток в одну из групп, например A, индукторов 10. При прохождении тока по обмоткам индуктора 10 в магнитопроводе 11 и вокруг обмотки создается магнитное поле, магнитные силовые линии которого стремятся замкнуться по пути наименьшего магнитного сопротивления, что и заставляет свободно перемещающиеся ферромагнитные шарики 12 эластичного рабочего тела деформировать эластичную оболочку 13 в форму, изображенную на фиг. 1, замыкая порцию перекачиваемой среды 14 гребнями 15 от приемного отверстия 16. Одновременно с включением геркона 8 включается обмотка 17 блокировки включения и с некоторой выдержкой времени, определяемой первой RC цепочкой - сопротивлениями 18 и конденсаторами 19, подается питание в обмотку 20 геркона 4 прерывания импульса, который отключает геркон 8. Одновременно же подается питание к включающей обмотке 23 герконов 6 группы B индукторов 10, но с некоторой выдержкой времени, определяемой второй RC цепочкой - сопротивлениями 21 и конденсаторами 22. При этом гребни 15 эластичной оболочки 13 смещаются, увлекая с собой среду 14 к следующей группе индукторов 10. Описанный процесс повторяется уже с помощью элементов групп B и C, после чего начинается новый цикл. Магнитное поле индукторов 10 перемещает ферромагнитные шарики 12 вместе с гребнями 15, которые, переместившись вдоль всего магнитопровода 11, по каналам 24 возвращаются к началу своего пути. The magnetic button of the reed switches of direct 1 or reverse 2 strokes of the pumped medium is turned on. In this case, the supply voltage is supplied through a stop reed switch 3, a reed switch 1 or 2, a normally closed reed switch 4 interrupts the pulse to the starting winding 5 of the reed switch 6, which, when turned on, powers up the switching winding 7 of the reed switch 8 of the thyristor 9, which supplies current to one of the groups, for example, A, inductors 10. When current flows through the windings of the inductor 10 in the magnetic circuit 11 and around the winding, a magnetic field is created, the magnetic field lines of which tend to close along the path of least magnetic resistance, which makes freely moving rromagnitnye balls 12 of elastic working body to deform an elastic sheath 13 in the form shown in FIG. 1, closing a portion of the pumped medium by 14 ridges 15 from the receiving hole 16. Simultaneously with switching on the reed switch 8, the turn-on lock coil 17 is turned on and with a certain time delay determined by the first RC circuit - resistors 18 and capacitors 19, power is supplied to the reed switch winding 20 of pulse interruption 4 which disconnects the reed switch 8. At the same time, power is supplied to the switching winding of the 23 reed switches 6 of group B of inductors 10, but with a certain time delay determined by the second RC circuit - resistors 21 and capacitors 22. When e ohm elastic ridges 15 of the sheath 13 move, dragging with a medium 14 to the next set of inductors 10. The described process is repeated already using element groups B and C, after which a new cycle begins. The magnetic field of the inductors 10 moves the ferromagnetic balls 12 together with the ridges 15, which, moving along the entire magnetic circuit 11, through the channels 24 return to the beginning of their path.

При размещении оболочки 13 снаружи магнитопровода 11 с индукторами 10 процесс идет аналогичным образом. В этом случае среда 14 оказывается зажатой между гребнями 15 и стенками или скважины, или дополнительного охватывающего оболочку 13 трубчатого элемента. When the shell 13 is placed outside the magnetic circuit 11 with inductors 10, the process proceeds in a similar way. In this case, the medium 14 is sandwiched between the crests 15 and the walls of either the well or the additional tubular element enclosing the shell 13.

Именно возможность транспортировки по каналам 24 ферромагнитных шариков 12 в смазывающей среде обеспечивает увеличение магнитной проницаемости по сравнению с прототипом. It is the possibility of transportation through the channels 24 of the ferromagnetic balls 12 in a lubricating medium provides an increase in magnetic permeability compared with the prototype.

Именно разделение индукторов на группы A, B и C, по очереди запитываемые в одном направлении при помощи, например, герконового реле, упрощает схему коммутационного устройства и повышает эффективность. It is the separation of the inductors into groups A, B and C, which are fed in turn in one direction by means of, for example, a reed relay, simplifies the circuit of the switching device and increases efficiency.

Именно спиралевидная форма индукторов 10, уложенных трехзаходной спиралью на магнитопровод 11 в виде полого ферромагнитного троса, и закрепление перед приемным отверстием 16, например, электробура, запитанного последовательно с индукторами 10, делает возможным применение заявляемого устройства для разработки земных недр без сложного дополнительного оборудования и оснастки. It is the spiral shape of the inductors 10, laid by a three-way spiral on the magnetic circuit 11 in the form of a hollow ferromagnetic cable, and fastening in front of the receiving hole 16, for example, an electric drill, fed in series with the inductors 10, makes it possible to use the inventive device for the development of the earth's interior without complicated additional equipment and equipment .

Claims

1. A peristaltic pump containing a receiving hole, at least one chamber, an elastic ferromagnetic body and an electromagnetic system formed by inductors located on the magnetic circuit along the chamber, which are energized with the possibility of moving the magnetic field along the axis of the chamber, characterized in that at least one the elastic ferromagnetic body is made, or covering, or covered by inductors, in the form of freely moving in a lubricating, for example, magnetic fluid, ferromagnetic, for example, Ricks, which are enclosed in a sealed elastic shell, and the magnetic circuit of the inductors is made with the possibility of transporting ferromagnetic, for example, balls to their original position.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the inductors of the electromagnetic system are divided into at least two groups, which are alternately powered by a current through a switching device made, for example, in the form of a reed switch.

3. The pump according to claim 2, characterized in that the elastic shell is made of a non-wettable lubricating fluid material.

4. The pump according to claim 3, characterized in that the inductors are made in the form of a spiral with the number of strokes equal to the number of switched groups of inductors, and the magnetic circuit is made in the form, for example, of a hollow ferromagnetic cable.

5. The pump according to claim 4, characterized in that it is made in the form of separate modules connected, for example, in series.

6. The pump according to p. 5, characterized in that in front of the inlet is fixed, for example, a drilling device made in the form of an electric drill, fed in series with inductors, and an elastic shell is made with the possibility of fixing and moving along the walls of the well.