RU2386056C2

RU2386056C2 - Borehole vibration pump

Info

Publication number: RU2386056C2
Application number: RU2006126557/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Сергеевич Поляков (RU); Анатолий Сергеевич Поляков
Original assignee: Анатолий Сергеевич Поляков
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2010-04-10
Also published as: RU2006126557A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: device is intended for being used in everyday life and in factories for pumping liquids from deep boreholes, wells and other sources. Vibration borehole pump includes electromagnets, the forces of anchors of which are directed to different sides, working chamber 7 and valves. Pump is equipped with rubber and metal shock absorbers 5 and made in the form of two steps, working chamber 7 of the first pump step is formed with two resin and metal shock absorbers 5, which are rigidly connected to anchors of electromagnets 4, and to shell 6 installed between them and in which there arranged is suction 11 and pressure 12 valves. The second pump step has similar construction, but the force created with stiffness of resin and metal shock absorbers 5 exceeds the force of the same shock absorbers 5 in the first step by the value of the force created with liquid pressure obtained in the first step. Delivery cavity of the first step is connected to suction cavity of the second step. Electric power supply of the pump is performed from half-wave AC rectifier, where electromagnets of the first step are powered from one half-wave, and electromagnets of the second step are powered from the other half-wave.

EFFECT: increasing pump capacity and head at minimum power costs.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в быту и производстве для подъема жидкостей из глубоких скважин, колодцев и других источников.The invention relates to the field of pump engineering and can be used in everyday life and production for lifting liquids from deep wells, wells and other sources.

Известен вибрационный насос, в корпусе которого соосно со штоком привода установлено эластичное кольцо с конической внутренней поверхностью, взаимодействующее с жестким конусообразным кольцом, закрепленным на штоке выше эластичного плавника, и образующее с ним вторую ступень насоса (СССР А.С. №241225, МПК F04B 43/04).A vibration pump is known, in the housing of which an elastic ring with a conical inner surface is installed coaxially with the actuator stem, interacting with a rigid cone-shaped ring mounted on the rod above the elastic fin and forming the second stage of the pump with it (USSR AS No. 241225, IPC F04B 43/04).

Указанный насос, имея определенные преимущества перед другими аналогами в плане повышения напора, все же не лишен некоторых недостатков. В указанном насосе представленный набор деталей усложняет конструкцию насоса и увеличивает приведенную массу якоря, что приводит к увеличению потребления электроэнергии.The specified pump, having certain advantages over other analogues in terms of increasing pressure, is still not without some drawbacks. In the specified pump, the presented set of parts complicates the design of the pump and increases the reduced mass of the armature, which leads to an increase in energy consumption.

Известна конструкция насоса с двухтактным электромагнитным двигателем (В.М.Усаковский «Инерционные насосы», стр.113-123, 132-138. Москва, Машиностроение, 1973 г.). Указанный насос при увеличенной производительности неуравновешен от вибрационных нагрузок.A known design of a pump with a two-stroke electromagnetic motor (V. M. Usakovsky "Inertial pumps", pp. 113-123, 132-138. Moscow, Engineering, 1973). The specified pump with increased performance is unbalanced from vibration loads.

Известен Патент России №2278993, МПК F04B 43/04. Мембранный насос по этому патенту, содержащий рабочую камеру с клапанами, образованную двумя эластичными мембранами, с двух сторон которой установлены электромагниты, усилия якорей которых направлены в разные стороны. Указанный насос не предназначен для работы в скважинах и дорог для эксплуатации в быту.Known Russian Patent No. 2278993, IPC F04B 43/04. The diaphragm pump according to this patent, comprising a working chamber with valves, formed by two elastic membranes, electromagnets are installed on both sides, the efforts of the anchors of which are directed in different directions. The specified pump is not intended for use in wells and roads for domestic use.

Задачей изобретения является повышение производительности и напора насоса при минимальных затратах электроэнергии.The objective of the invention is to increase the productivity and pressure of the pump with minimal energy consumption.

Поставленная задача решается посредством того, что вибрационный глубинный насос, содержащий электромагниты, усилия якорей которых направлены в разные стороны, рабочую камеру и клапаны, насос снабжен резинометаллическими амортизаторами и выполнен в виде двух ступеней, рабочая камера первой ступени насоса образована двумя резинометаллическими амортизаторами, жестко соединенными с якорями электромагнитов, и установленным между ними стаканом, в котором размещены всасывающий и нагнетательный клапаны, вторая ступень насоса имеет аналогичную конструкцию, но усилие, создаваемое жесткостью резинометаллических амортизаторов, превышает усилие таких же амортизаторов на первой ступени на величину усилия, создаваемого давлением жидкости, полученным на первой ступени, при этом нагнетающая полость первой ступени соединена с всасывающей полостью второй ступени, а электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитаны электромагниты первой ступени, а от второй полуволны запитаны электромагниты второй ступени.The problem is solved by the fact that the vibrational deep pump containing electromagnets, the efforts of the anchors of which are directed in different directions, the working chamber and valves, the pump is equipped with rubber-metal shock absorbers and is made in two stages, the working chamber of the first stage of the pump is formed by two rubber-metal shock absorbers, rigidly connected with anchors of electromagnets, and a glass installed between them, in which the suction and discharge valves are placed, the second stage of the pump has analogues the original design, but the force created by the stiffness of rubber-metal shock absorbers exceeds the force of the same shock absorbers in the first stage by the amount of force created by the fluid pressure obtained in the first stage, while the injection cavity of the first stage is connected to the suction cavity of the second stage, and the pump is supplied with power a half-period AC rectifier, where the electromagnets of the first stage are fed from one half-wave, and electromagnets of the second stage are fed from the second half-wave.

Изменение производительности насоса регулируют переменным сопротивлением.The change in pump performance is regulated by variable resistance.

Техническим результатом изобретения является увеличение напора и высокая производительность при минимальных затратах электроэнергии.The technical result of the invention is to increase the pressure and high performance with minimal energy consumption.

На фиг.1 представлен описываемый насос в продольном разрезе, а на фиг.2 повернутый на угол 90.Figure 1 shows the described pump in longitudinal section, and figure 2 is rotated through an angle of 90.

В корпусе 1 установлены две ступени насоса. Каждая ступень насоса состоит из двух электромагнитов, содержащих ярмо 2 и катушки 3, которые создают электромагнитные усилия, направленные в разные стороны. Якоря электромагнитов 4 закреплены на резинометаллических амортизаторах 5 через шайбу 10, которой выставляется зазор h между якорем и ярмом электромагнита. Стакан 6 и резинометаллические амортизаторы 5 образуют рабочую камеру 7. Электромагниты и стакан 6 соединены между собой шпильками 8 посредством планок 9. В стакане 6 размещены всасывающий 11 и нагнетающий 12 клапаны. Первая и вторая ступени насоса установлены и сцентрированы в корпусе 1 через вставки 13 и 14. Нагнетающая полость первой ступени насоса соединена с всасывающей полостью второй ступени посредством трубопровода 15. Ступени насоса фиксируются в корпусе крышкой 16, через которую выведен нагнетающий патрубок 17 и в которой выполнено отверстие 18 для забора жидкости к всасывающему клапану первой ступени насоса. Насос подвешивается на тросе за отверстие 19 в крышке, а электропитание к катушкам подается по кабелю 20.In the housing 1 there are two stages of the pump. Each pump stage consists of two electromagnets containing yoke 2 and coil 3, which create electromagnetic forces directed in different directions. The anchors of the electromagnets 4 are mounted on rubber-metal shock absorbers 5 through a washer 10, which sets the gap h between the armature and the yoke of the electromagnet. The glass 6 and rubber-metal shock absorbers 5 form a working chamber 7. The electromagnets and the glass 6 are interconnected by pins 8 by means of straps 9. In the glass 6 there are placed a suction 11 and a discharge 12 valves. The first and second stages of the pump are installed and centered in the housing 1 through inserts 13 and 14. The injection cavity of the first stage of the pump is connected to the suction cavity of the second stage by means of a pipe 15. The pump stages are fixed in the housing by a cover 16, through which the discharge pipe 17 is brought out and in which a hole 18 for fluid intake to the suction valve of the first stage of the pump. The pump is suspended on a cable by the hole 19 in the cover, and the power to the coils is supplied through cable 20.

Работа насоса осуществляется следующим образом.The pump is as follows.

При подаче на электромагниты тока от полупериодного выпрямителя якоря электромагнитов втягиваются и через всасывающий клапан происходит заполнение рабочей камеры перекачиваемой жидкостью. При отсутствии тока за счет жесткости резинометаллического амортизатора происходит выдавливание жидкости через нагнетательный клапан, а всасывающий клапан закрыт.Так как нагнетательный клапан первой ступени насоса соединен трубопроводом с всасывающим клапаном второй ступени насоса, то давление жидкости, полученное на первой ступени, является входящим для второй ступени. На электромагниты второй ступени насоса подается вторая полуволна выпрямленного тока, и процесс повторяется как в первой ступени. Через нагнетательный клапан и нагнетательный патрубок второй ступени насоса жидкость с суммарным давлением заполняет напорный трубопровод. Полупериодный выпрямитель позволяет снизить частоту колебаний амортизатора насоса до 3000 колебаний в минуту, что улучшает синхронизацию между первой и второй ступенями насоса и позволяет регулировать производительность за счет изменения амплитуды колебаний.When current is supplied to the electromagnets from a half-period rectifier, the armature of the electromagnets is drawn in and the working chamber is filled with pumped liquid through the suction valve. In the absence of current, due to the stiffness of the rubber-metal shock absorber, liquid is squeezed out through the discharge valve and the suction valve is closed. Since the discharge valve of the first stage of the pump is connected by a pipeline to the suction valve of the second stage of the pump, the liquid pressure obtained in the first stage is inlet for the second stage . The second half-wave of the rectified current is supplied to the electromagnets of the second stage of the pump, and the process is repeated as in the first stage. Through the discharge valve and the discharge pipe of the second stage of the pump, the liquid with the total pressure fills the pressure pipe. A half-period rectifier reduces the frequency of oscillations of the shock absorber of the pump to 3000 vibrations per minute, which improves synchronization between the first and second stages of the pump and allows you to adjust the performance by changing the amplitude of the oscillations.

Представленный глубинный насос, изготовленный из стандартных деталей, уже освоенных производством на базе электромагнитов от насоса НЭБ, может при напоре до 100 м вод. ст. иметь регулируемую производительность до 2 м³/ч и при этом потребление электроэнергии не превысит 0,5 кВт.The presented deep pump, made of standard parts already mastered by production on the basis of electromagnets from the NEC pump, can with a pressure of up to 100 m of water. Art. have an adjustable capacity of up to 2 m ³ / h and at the same time the energy consumption will not exceed 0.5 kW.

Claims

Vibrating deep pump containing electromagnets, the forces of the anchors of which are directed in different directions, the working chamber and valves, characterized in that the pump is equipped with rubber-metal shock absorbers and made in two stages, the working chamber of the first pump stage is formed by two rubber-metal shock absorbers, rigidly connected to the armature of the electromagnets , and a glass installed between them, in which the suction and discharge valves are placed, the second stage of the pump has a similar design, but the force, with created by the stiffness of rubber-metal shock absorbers exceeds the force of the same shock absorbers in the first stage by the amount of force created by the fluid pressure obtained in the first stage, while the injection cavity of the first stage is connected to the suction cavity of the second stage, and the pump is powered from a half-period AC rectifier, where electromagnets of the first stage are fed from one half-wave, and electromagnets of the second stage are fed from the second half-wave.