Изобретение относится к вибрационным насосам и может быть использовано в быту и производстве для подъема воды из водоемов, скважин, колодцев и других источников.The invention relates to vibration pumps and can be used in everyday life and production for lifting water from reservoirs, wells, wells and other sources.
Известен мембранный насос, содержащий рабочую камеру, образованную двумя эластичными мембранами. С двух сторон этой камеры установлены электромагнитные приводы, якоря которых жестко соединены с мембранами, а их усилия направлены в разные стороны, при этом клапана насоса выполнены из неметаллического материала в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной (Патент России №2278993, F04B 43/04). Указанный насос разгружен от вибраций на корпус, но не предназначен для работы в быту и дорог в эксплуатации, так как клапана и мембраны этого насоса выполнены из фторопласта путем механической обработки.A known membrane pump containing a working chamber formed by two elastic membranes. On both sides of this chamber, electromagnetic actuators are installed, the anchors of which are rigidly connected to the membranes, and their efforts are directed in different directions, while the pump valves are made of non-metallic material in the form of a single part with a spherical head and a slotted spring (Russian Patent No. 2278993, F04B 43 / 04). The specified pump is unloaded from vibrations to the housing, but is not intended for use in everyday life and is expensive to operate, since the valves and membranes of this pump are made of fluoroplastic by machining.
Известен глубинный вибрационный насос, рабочая камера которого образована двумя резинометаллическими амортизаторами, жестко соединенными с якорями электромагнитов, и установленным между ними стаканом, в котором размещены всасывающий и нагнетательный клапаны. Насос выполнен в виде двух ступеней. Вторая ступень насоса имеет конструкцию, аналогичную первой, 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. Электропитание насоса осуществлено от выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитаны электромагниты первой ступени, а от второй полуволны запитаны электромагниты второй ступени. Изменение производительности насоса регулируют переменным сопротивлением (Патент России №2386056, МПК F04F 7/00). Достоинством указанного насоса является то, что он предназначен для эксплуатации в глубоких скважинах и имеет удвоенную производительность, но при этом каждая ступень насоса, образованная двумя электромагнитами и резинометаллическими амортизаторами, потребляет удвоенную электрическую мощность.A well-known deep vibration pump, the working chamber of which is formed by two rubber-metal shock absorbers, rigidly connected to the anchors of the electromagnets, and a glass installed between them, in which the suction and discharge valves are located. The pump is made in the form of two stages. The second stage of the pump has a design similar to the first, but the force created by the stiffness of the 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. In this case, the injection cavity of the first stage is connected to the suction cavity of the second stage. The pump was powered by an AC rectifier, where the electromagnets of the first stage were fed from one half-wave, and the electromagnets of the second stage were fed from the second half-wave. The change in pump performance is regulated by variable resistance (Russian Patent No. 2386056, IPC F04F 7/00). The advantage of this pump is that it is designed for operation in deep wells and has doubled productivity, but each pump stage, formed by two electromagnets and rubber-metal shock absorbers, consumes double electric power.
Задачей изобретения является создание насоса повышенной производительности и высокой надежности при минимальных затратах электроэнергии.The objective of the invention is to provide a pump with increased performance and high reliability with minimal energy consumption.
Поставленная задача решается посредством того, что с двух сторон корпуса, в котором размещены всасывающий и нагнетающий клапана, установлены электромагниты, выполненные по броневому типу, электромагнитные усилия которых направлены в одну сторону. Рабочая камера насоса, образована двумя резинометаллическими амортизаторами, которые жестко связаны с якорями электромагнитов. При этом один резинометаллический амортизатор, образующий рабочую камеру, непосредственно жестко связан с якорем электромагнита, а другой, образующий общий объем рабочей камеры, связан с якорем электромагнита через шток. Всасывающий и нагнетающий клапана выполнены единой деталью из неметаллического материала с полусферической головкой, упругими с изгибом пластинами, чередующимися прорезями и уплотняющим бортиком. Электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитан один электромагнит, а от второй полуволны запитан другой электромагнит.The problem is solved by the fact that on both sides of the housing, in which the suction and discharge valves are located, there are installed electromagnets made in the armored type, the electromagnetic forces of which are directed in one direction. The working chamber of the pump is formed by two rubber-metal shock absorbers, which are rigidly connected with the anchors of the electromagnets. At the same time, one rubber-metal shock absorber forming the working chamber is directly rigidly connected to the armature of the electromagnet, and the other, forming the total volume of the working chamber, is connected to the armature of the electromagnet through the rod. The suction and discharge valves are made as a single part of a non-metallic material with a hemispherical head, flexible plates with bending, alternating slots and a sealing lip. The pump was powered from a half-period AC rectifier, where one electromagnet was supplied from one half-wave, and another electromagnet was supplied from the second half-wave.
Техническим результатом изобретения является увеличение вдвое производительности насоса за счет работы электромагнитов на общую рабочую камеру. Повышение надежности насоса осуществлено за счет простоты конструкции и суммирования жесткости через шток двух резинометаллических амортизаторов. Минимальные затраты электроэнергии определены тем, что изменение объема рабочей камеры осуществляется спаренными через шток резинометаллическими амортизаторами, движущимися в противоположных направлениях, с одной стороны за счет усилия, создаваемого электромагнитом при подаче на него одной полуволны переменного тока, а с другой стороны - суммарной жесткостью резинометаллических амортизаторов. В установившемся режиме при поступлении второй полуволны на другой электромагнит все повторяется в обратном порядке.The technical result of the invention is to double the productivity of the pump due to the operation of electromagnets on a common working chamber. Improving the reliability of the pump is due to the simplicity of the design and the summation of rigidity through the rod of two rubber-metal shock absorbers. The minimum energy costs are determined by the fact that the volume of the working chamber is changed by rubber-metal shock absorbers paired through the rod, moving in opposite directions, on the one hand, due to the force created by the electromagnet when one half-wave of alternating current is applied to it, and on the other hand, by the total stiffness of the rubber-metal shock absorbers . In the steady state, when the second half-wave arrives at another electromagnet, everything is repeated in the reverse order.
На прилагаемом чертеже представлен описываемый насос. С двух сторон корпуса 1 установлены электромагниты 2 и 3, содержащие якоря 4 и статоры 5 с катушки 6, создающие электромагнитные усилия, направленные в одну сторону. Якоря электромагнитов 4 закреплены на спаренных через шток 7 резинометаллических амортизаторах 8 через шайбу 9, которой выставляется зазор h между якорем и статором электромагнита. Корпус 1 и резинометаллические амортизаторы 8 образуют рабочую камеру 10. В корпусе 1 размещены всасывающий 11 и нагнетающий 12 клапаны. Клапаны выполнены единой деталью из неметаллического материала с полусферической головкой 13, упругими с изгибом пластинами 14 и уплотняющим бортиком 15. Корпуса электромагнитов через резинометаллические амортизаторы закрыты крышками верхней 16 и нижней 17. В верхней крышке выполнены всасывающий 18 и нагнетающий 19 патрубки, в которые установлены фильтр 20 и штуцер 21.The accompanying drawing shows the described pump. On both sides of the housing 1, electromagnets 2 and 3 are installed, containing anchors 4 and stators 5 from coil 6, creating electromagnetic forces directed in one direction. The anchors of electromagnets 4 are mounted on rubber-metal shock absorbers 8 paired through a rod 7 through a washer 9, which sets the gap h between the armature and the stator of the electromagnet. The housing 1 and rubber-metal shock absorbers 8 form a working chamber 10. In the housing 1 there are placed a suction 11 and a discharge 12 valves. The valves are made as a single part of a non-metallic material with a hemispherical head 13, elastic plates with a bend 14 and a sealing flange 15. The electromagnet housings are closed by rubber-metal shock absorbers with caps of the upper 16 and lower 17. In the upper cover, there are suction 18 and discharge 19 nozzles into which the filter is installed 20 and fitting 21.
Работа насоса осуществляется следующим образом. При подаче полупериодного тока на катушку 6 электромагнита 2 от выпрямителя, якорь электромагнита 4 втягивается, прогибая жестко соединенный с ним резинометаллический амортизатор 8, что увеличивает объем рабочей камеры и открывает всасывающий клапан, через который происходит заполнение рабочей камеры жидкостью. При подаче тока второго полупериода на катушку электромагнита 3 якорь электромагнита притягивается к статору 5 и через шток 7, жестко соединенным с резинометаллическим амортизатором, уменьшает объем камеры, создавая давление, и закрывает всасывающий клапан, а нагнетающий клапан 12 открывается. В этот же момент, при отсутствии тока на катушке 6 электромагнита 2 происходит встречное движение спаренных через шток резинометаллических амортизаторов, и за счет их суммарной жесткости через нагнетающий клапан 12 жидкость из рабочей камеры выдавливается в выходной штуцер 21. Работа клапанов всасывания и нагнетания 11 и 12 осуществляется под давлением жидкости за счет упругих свойств изогнутых пластин.The pump is as follows. When a half-cycle current is supplied to the coil 6 of the electromagnet 2 from the rectifier, the armature of the electromagnet 4 is retracted, bending the rubber-metal shock absorber 8 rigidly connected to it, which increases the volume of the working chamber and opens the suction valve through which the working chamber is filled with liquid. When applying the current of the second half-cycle to the coil of the electromagnet 3, the anchor of the electromagnet is attracted to the stator 5 and through the rod 7, rigidly connected to the rubber-metal shock absorber, reduces the volume of the chamber, creating pressure, and closes the suction valve, and the discharge valve 12 opens. At the same time, in the absence of current on the coil 6 of the electromagnet 2, there is an oncoming movement of rubber-metal shock absorbers paired through the rod, and due to their total stiffness, the liquid is squeezed out of the working chamber through the discharge valve 12 into the outlet 21. The operation of the suction and discharge valves 11 and 12 carried out under fluid pressure due to the elastic properties of curved plates.
Выпрямитель переменного тока позволяет снизить частоту до 3000 колебаний в минуту, что улучшает работу клапанов насоса.The AC rectifier reduces the frequency to 3000 oscillations per minute, which improves the operation of the pump valves.