RU2578757C1 - Liquid pump with electromagnetic drive - Google Patents

Liquid pump with electromagnetic drive Download PDF

Info

Publication number
RU2578757C1
RU2578757C1 RU2015109349/06A RU2015109349A RU2578757C1 RU 2578757 C1 RU2578757 C1 RU 2578757C1 RU 2015109349/06 A RU2015109349/06 A RU 2015109349/06A RU 2015109349 A RU2015109349 A RU 2015109349A RU 2578757 C1 RU2578757 C1 RU 2578757C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
pump
cylinder
hole
rigid
Prior art date
Application number
RU2015109349/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Болштянский
Виктор Евгеньевич Щерба
Сергей Юрьевич Кайгородов
Евгений Юрьевич Носов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
Priority to RU2015109349/06A priority Critical patent/RU2578757C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2578757C1 publication Critical patent/RU2578757C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: pumps.
SUBSTANCE: invention relates to low-capacity of pump machines. Pump consists of cylinder 7 made from nonmagnetic material, to Induction coil 8 connected to source of pulse current. Inside cylinder 7 with radial clearance is installed piston 9, which is solenoid core sprung 10 in axial direction and made from magnetically soft steel or high-coercivity magnetic material. Piston 9 has hole 11 with rectangular cross-section, in which there are three pairs of rigid 12 and 13 flexible plates. Flexible plate 13 has length towards the channel axis larger than that of rigid plate 12. When the pulse voltage on winding coil 10 in it creates a variable magnetic field with specified frequency, drawing piston 9, which makes oscillating motion along the axis of cylinder 7. At reciprocal (oscillatory) motion piston 9 in the pump occurs pulsating fluid flow in direction of feed pump.
EFFECT: higher efficiency and pressure pump.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области малорасходных насосных машин, используемых преимущественно для проталкивания жидкости в замкнутых системах охлаждения, к которым предъявляются высокие требования по отсутствию вибрации, компактности, надежности и высокому ресурсу безостановочной работы.The invention relates to the field of low-cost pumping machines used primarily for pushing liquids in closed cooling systems, which are subject to high requirements for the absence of vibration, compactness, reliability and a high resource of non-stop operation.

Известен жидкостный насос с электромагнитным приводом, содержащий цилиндр с размещенным в нем с радиальным зазором, по крайней мере, один поршень, подпружиненный в осевом направлении, по крайней мере, часть которого выполнена в виде сердечника электромагнита, а вокруг цилиндра установлена, по крайне мере, одна электрическая катушка, соединенная с источником тока (см. кн.: Болштянский А.П., Белый В.Д., Дорошевич С.Э. Компрессоры с газостатическим центрированием поршня. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002, стр. 89, рис. 5.3).A liquid pump with an electromagnetic drive is known, comprising a cylinder with at least one piston spring-loaded in the axial direction, arranged at least one part of it in the form of an electromagnet core, and installed around the cylinder, at least one electric coil connected to a current source (see book: Bolshtyansky A.P., Bely V.D., Doroshevich S.E. Compressors with gas-static piston centering. - Omsk: Publishing House OmSTU, 2002, p. 89 , Fig. 5.3).

Наиболее близким к заявляемому техническому устройству является жидкостный насос, содержащий цилиндр с размещенным в нем с радиальным зазором, по крайней мере, один поршень, подпружиненный в осевом направлении, по крайней мере, часть которого выполнена в виде сердечника электромагнита, а вокруг цилиндра установлена, по крайне мере, одна электрическая катушка, соединенная с источником тока, отличающийся тем, что в теле поршня вдоль его оси выполнено сквозное отверстие, поверхность которого имеет, по крайней мере, один конусообразный выступ, направленный вовнутрь этого отверстия вершиной в направлении расхода жидкости (см., например, Патент РФ №127830, МПК F04B 17/04 по заявке №2012147413/06, опубл. 10.05.2013, Бюл. №13).Closest to the claimed technical device is a liquid pump containing a cylinder placed in it with a radial clearance of at least one piston, spring-loaded in the axial direction, at least part of which is made in the form of an electromagnet core, and is installed around the cylinder, according to at least one electric coil connected to a current source, characterized in that a through hole is made in the piston body along its axis, the surface of which has at least one cone-shaped protrusion p directed inside the hole with the apex in the direction of fluid flow (see, for example, RF Patent No. 127830, IPC F04B 17/04 according to application No. 2012147413/06, published on 05/10/2013, Bull. No. 13).

К недостатку известных конструкций относится их низкая эффективность, связанная с невозможностью создавать достаточно большой перепад давления (напор), который необходим для проталкивания жидкости через длинные трубопроводы или через теплообменники, имеющие узкие каналы.A disadvantage of the known designs is their low efficiency, associated with the inability to create a sufficiently large pressure drop (pressure), which is necessary for pushing the fluid through long pipelines or through heat exchangers having narrow channels.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы насоса за счет увеличения создаваемого им напора.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the pump by increasing the pressure created by it.

Данный технический результат достигается тем, что в известном жидкостном насосе, который содержит цилиндр с размещенным в нем с радиальным зазором, по крайней мере, один поршень, подпружиненный в осевом направлении, по крайней мере, часть которого выполнена в виде сердечника электромагнита, а вокруг цилиндра установлена, по крайне мере, одна электрическая катушка, соединенная с источником тока, причем в теле поршня вдоль его оси выполнено сквозное отверстие, поверхность которого имеет, по крайней мере, один конусообразный выступ, направленный вовнутрь этого отверстия вершиной в направлении расхода жидкости, согласно заявляемому изобретению сквозное отверстие в поршне выполнено с прямоугольным поперечным сечением, а конусообразный выступ образован, по крайне мере, одной парой жестких и гибких пластин, закрепленных на противоположных сторонах отверстия, причем гибкая пластина имеет длину в сторону оси канала большую, чем жесткая пластина, и расположена вплотную к жесткой пластине, соприкасаясь с ней по плоскости со стороны, обращенной в сторону по направлению расхода жидкости.This technical result is achieved by the fact that in the known liquid pump, which contains a cylinder placed in it with a radial clearance, at least one piston, spring-loaded in the axial direction, at least part of which is made in the form of an electromagnet core, and around the cylinder at least one electric coil connected to a current source is installed, and a through hole is made in the piston body along its axis, the surface of which has at least one conical protrusion the inside of this hole with the apex in the direction of fluid flow, according to the claimed invention, the through hole in the piston is made with a rectangular cross-section, and the conical protrusion is formed by at least one pair of rigid and flexible plates mounted on opposite sides of the hole, the flexible plate having a length in the direction of the channel axis is larger than the rigid plate, and is located close to the rigid plate, in contact with it on a plane from the side facing to the side in the direction of flow of fluid bones.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

- на фиг. 1 изображена схема установки насоса в замкнутой системе охлаждения некоторого объекта;- in FIG. 1 shows a diagram of a pump installation in a closed cooling system of an object;

- на фиг. 2 показано продольное сечение насоса с электрической катушкой;- in FIG. 2 shows a longitudinal section of a pump with an electric coil;

- на фиг. 3 показано поперечное сечение насоса в зоне расположения пластин;- in FIG. 3 shows a cross section of the pump in the area of the plates;

- на фиг. 4 и 5 показана работа насоса, а на фиг. 6 - вариант насоса с двумя подвижными сердечниками.- in FIG. 4 and 5 show the operation of the pump, and in FIG. 6 is a variant of a pump with two movable cores.

Схема охлаждения состоит (фиг. 1) из источника тепловыделения 1, трубопроводов 2, теплообменников 3 и 4, насоса 5 и источника его электропитания 6.The cooling circuit consists (Fig. 1) of a heat source 1, pipelines 2, heat exchangers 3 and 4, pump 5 and its power source 6.

Насос (фиг. 2) состоит из цилиндра 7, выполненного из немагнитного материала, вокруг которого неподвижно закреплена индукционная катушка 8, соединенная с источником тока (на рисунке условно не показан). Внутри цилиндра 7 с возможностью свободного скольжения вдоль него с радиальным зазором установлен поршень 9, являющийся сердечником электромагнита, подпружиненный пружиной 10 в осевом направлении в сторону потока жидкости и выполненный из магнитомягкой стали или из высококоэрцетивного магнитного материала.The pump (Fig. 2) consists of a cylinder 7 made of non-magnetic material around which an induction coil 8 is fixedly fixed, connected to a current source (not shown conventionally in the figure). Inside the cylinder 7, with a possibility of free sliding along it with a radial clearance, a piston 9 is installed, which is the core of the electromagnet, axially spring-loaded with a spring 10 in the direction of the fluid flow and made of soft magnetic steel or of a high-cermet magnetic material.

Поршень 9 имеет вдоль своей оси сквозное отверстие 11 с прямоугольным поперечным сечением (см. также фиг. 2), в котором смонтированы три пары жестких 12 и гибких 13 пластин, закрепленных на противоположных сторонах отверстия 11, причем гибкая пластина 13 имеет длину в сторону оси канала большую, чем жесткая пластина 12, и расположена вплотную к жесткой пластине 12, соприкасаясь с ней по плоскости со стороны, обращенной в сторону по направлению расхода жидкости, которое показано стрелками. Каждая пара пластин 12 и 13 образует в отверстии 11 конусообразный выступ, направленный вовнутрь этого отверстия вершиной в направлении расхода жидкости.The piston 9 has a through hole 11 with a rectangular cross section along its axis (see also Fig. 2), in which three pairs of rigid 12 and flexible 13 plates are mounted, mounted on opposite sides of the hole 11, and the flexible plate 13 has a length towards the axis the channel is larger than the rigid plate 12, and is located close to the rigid plate 12, in contact with it on a plane from the side facing to the side in the direction of fluid flow, which is shown by arrows. Each pair of plates 12 and 13 forms a cone-shaped protrusion in the hole 11 directed inwardly of this hole by a vertex in the direction of fluid flow.

Система охлаждения (фиг. 1) работает следующим образом. Трубопровод 2 заполнен охлаждающей жидкостью, является герметичным, а цилиндр 7 насоса 5 является частью этого трубопровода. От источника переменного или пульсирующего напряжения 6 ток подается к насосу 5, и насос перекачивает охлаждающую жидкость по контуру, образованному трубопроводом 2. При этом теплота отбирается от источника 1 и отводится в окружающую среду через поверхности теплообменников 3 и 4. Направление движения жидкости показано заштрихованными стрелками.The cooling system (Fig. 1) works as follows. The pipe 2 is filled with coolant, is tight, and the cylinder 7 of the pump 5 is part of this pipe. From an alternating or pulsating voltage source 6, current is supplied to the pump 5, and the pump pumps the coolant along the circuit formed by the pipe 2. In this case, heat is taken from the source 1 and removed to the environment through the surfaces of the heat exchangers 3 and 4. The direction of fluid flow is indicated by shaded arrows .

При подаче пульсирующего напряжения на обмотку катушки 10 в ней создается переменное магнитное поле, с заданной частотой втягивающее поршень 9, который, таким образом, с учетом действия пружины 10 совершает колебательное движение вдоль оси цилиндра 7.When a pulsating voltage is applied to the winding of the coil 10, an alternating magnetic field is created in it, which draws the piston 9 at a given frequency, which, therefore, taking into account the action of the spring 10, oscillates along the axis of the cylinder 7.

В процессе движения вовнутрь катушки 8 (фиг. 4) жидкость практически свободно перетекает относительно поршня 9 через отверстие 11, так как образующиеся в затопленных полостях конусообразных выступов 12 вихри вращаются в направлении движения жидкости и практически не препятствуют ее движению относительно поршня 9 в направлении подачи насоса (вправо по рисунку). То есть, поршень 7 по существу просто перемещается справа - налево (показано стрелкой) в жидкостной среде. При этом гибкие пластины 13 отгибаются жидкостью и не препятствуют движению поршня 9.In the process of moving inside the coil 8 (Fig. 4), the fluid flows almost freely relative to the piston 9 through the hole 11, since the vortices formed in the flooded cavities of the vortices 12 rotate in the direction of fluid movement and practically do not impede its movement relative to the piston 9 in the pump feed direction (to the right in the picture). That is, the piston 7 essentially just moves from right to left (shown by arrow) in a liquid medium. In this case, the flexible plates 13 are bent by the liquid and do not impede the movement of the piston 9.

При возврате поршня 7 (фиг. 5) под действием пружины 10, когда величина тока уменьшается или когда снимается импульс тока (ток равен нулю) и втягивающая сила катушки 8 становится мала или совсем исчезает, поршень 9 движется вправо (показано стрелкой), перемещаясь в жидкостной среде. При этом возникающие вихри в затопленных полостях препятствуют обратному течению жидкости, так как они закручены в противоположную возможному движению жидкости сторону, и жидкость увлекается поршнем 7 в сторону подачи насоса. Этому же способствуют и прижатые к жестким пластинам 12 гибкие пластины 13, которые непосредственно «толкают» жидкость, отгибаясь в сторону оси поршня 9 и уменьшая просвет канала 11.When the piston 7 returns (Fig. 5) under the action of the spring 10, when the current decreases or when the current pulse is removed (the current is zero) and the pulling force of the coil 8 becomes small or completely disappears, the piston 9 moves to the right (shown by an arrow), moving to fluid medium. In this case, the vortices arising in the flooded cavities impede the return flow of the liquid, since they are swirled in the direction opposite to the possible movement of the liquid, and the liquid is carried away by the piston 7 towards the pump supply. Flexible plates 13, which are pressed against the rigid plates 12, which directly “push” the liquid, bending toward the axis of the piston 9 and reducing the clearance of the channel 11, also contribute to this.

Таким образом, при возвратно-поступательном (колебательном) движении поршня 9 в насосе возникает пульсирующий поток жидкости в направлении подачи насоса.Thus, during the reciprocating (oscillatory) movement of the piston 9, a pulsating fluid flow occurs in the pump in the direction of pump supply.

Аналогичный эффект создается при использовании двух поршней одинаковой массы (фиг. 6), опирающихся на одну пружину. Здесь уравновешены силы инерции противоположно направленного движения двух поршней и система практически не создает вибраций.A similar effect is created when using two pistons of the same mass (Fig. 6), supported by one spring. Here, the inertia forces of the oppositely directed movement of the two pistons are balanced and the system practically does not create vibrations.

Работа гибких пластин 13 существенно повышает производительность и напор насоса, что позволяет его использовать для прокачки жидкости по длинным трубопроводам и через узкие каналы теплообменных аппаратов.The work of the flexible plates 13 significantly increases the productivity and pressure of the pump, which allows it to be used for pumping fluid through long pipelines and through narrow channels of heat exchangers.

Claims (1)

Жидкостный насос, содержащий цилиндр с размещенным в нем с радиальным зазором, по крайней мере, один поршень, подпружиненный в осевом направлении, по крайней мере, часть которого выполнена в виде сердечника электромагнита, а вокруг цилиндра установлена, по крайне мере, одна электрическая катушка, соединенная с источником тока, причем в теле поршня вдоль его оси выполнено сквозное отверстие, поверхность которого имеет, по крайней мере, один конусообразный выступ, направленный вовнутрь этого отверстия вершиной в направлении расхода жидкости, отличающийся тем, что сквозное отверстие в поршне выполнено с прямоугольным поперечным сечением, а конусообразный выступ образован, по крайней мере, одной парой жестких и гибких пластин, закрепленных на противоположных сторонах отверстия, причем гибкая пластина имеет длину в сторону оси канала большую, чем жесткая пластина, и расположена вплотную к жесткой пластине, соприкасаясь с ней по плоскости со стороны, обращенной в сторону по направлению расхода жидкости. A liquid pump comprising a cylinder with at least one piston axially spring loaded in it with a radial clearance, at least part of which is made in the form of an electromagnet core, and at least one electric coil is installed around the cylinder, connected to a current source, and in the piston body along its axis a through hole is made, the surface of which has at least one cone-shaped protrusion directed inside of this hole by an apex in the direction of fluid flow and, characterized in that the through hole in the piston is made with a rectangular cross section, and the cone-shaped protrusion is formed by at least one pair of rigid and flexible plates mounted on opposite sides of the hole, the flexible plate having a length longer than the channel axis a rigid plate, and is located close to the rigid plate, in contact with it on a plane from the side facing to the side in the direction of fluid flow.
RU2015109349/06A 2015-03-17 2015-03-17 Liquid pump with electromagnetic drive RU2578757C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109349/06A RU2578757C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Liquid pump with electromagnetic drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109349/06A RU2578757C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Liquid pump with electromagnetic drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2578757C1 true RU2578757C1 (en) 2016-03-27

Family

ID=55656833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109349/06A RU2578757C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Liquid pump with electromagnetic drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2578757C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU436508A3 (en) * 1968-12-05 1974-07-15 Зигфрид Кофинк PISTON PUMP
DE2315842A1 (en) * 1973-03-30 1974-10-10 Eberspaecher J FUEL PISTON PUMP ACTUATED BY AN ELECTROMAGNET, IN PARTICULAR FOR FUEL COMBUSTIONS
SU1732820A3 (en) * 1987-03-11 1992-05-07 И.Эбершпехер (Фирма) Piston-type fuel pump
RU127830U1 (en) * 2012-11-07 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" LIQUID PUMP
RU2514450C2 (en) * 2012-07-12 2014-04-27 Закрытое акционерное общество "Инженерно-Технический Центр" Piston engine with electromagnetic drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU436508A3 (en) * 1968-12-05 1974-07-15 Зигфрид Кофинк PISTON PUMP
DE2315842A1 (en) * 1973-03-30 1974-10-10 Eberspaecher J FUEL PISTON PUMP ACTUATED BY AN ELECTROMAGNET, IN PARTICULAR FOR FUEL COMBUSTIONS
SU1732820A3 (en) * 1987-03-11 1992-05-07 И.Эбершпехер (Фирма) Piston-type fuel pump
RU2514450C2 (en) * 2012-07-12 2014-04-27 Закрытое акционерное общество "Инженерно-Технический Центр" Piston engine with electromagnetic drive
RU127830U1 (en) * 2012-11-07 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" LIQUID PUMP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR200449613Y1 (en) high efficiency liquid pump
US9695806B2 (en) Method of controlling gaseous fluid pump
TW201235564A (en) Double-acting refrigerant compressor
CN102312810A (en) Electromagnetic pump with oscillating piston
RU2430460C2 (en) Linear drive with reduced axial force component, linear compressor and refrigerator
JP6353771B2 (en) Linear motor and compressor equipped with linear motor
US20180258921A1 (en) Reciprocating compressor
EP1382108A1 (en) Electromagnetic device particularly useful as a vibrator for a fluid pump
US11791702B2 (en) Electric motor with stator and mobile armature with suspending leaf springs which prevent movement in transverse direction and is in airgap plane that is perpendicular to first loop plane
CN103967739A (en) Electromagnetic plunger pump
CN102619721A (en) Multistage electromagnetic incentive type piston pump in linear reciprocation and control circuit thereof
RU2578757C1 (en) Liquid pump with electromagnetic drive
US7665510B2 (en) Fluid drive unit and heat transport system
RU127830U1 (en) LIQUID PUMP
JP2006329190A (en) Magnetic force-driven pump unit
ES1123905U (en) Magnetic system for sealed chamber pump (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
JP2017187162A (en) Flow passage selector valve and manufacturing method thereof
KR101766010B1 (en) High Efficiency Reciprocating Piston Electro-Magnetic Pump
US8049375B2 (en) Electromagnetic transducer apparatus
RU2660179C1 (en) Linear electric engine of return-pull movement
CN111306032A (en) From heat dissipation formula electromagnetism directly drives plunger pump
RU2578746C1 (en) Pump unit
RU2012129630A (en) PISTON PUMP WITH ELECTROMAGNETIC DRIVE
RU2612494C1 (en) Temperature control method of piston group with outside combustion chamber of power module
JP2004124724A (en) Electromagnetic pump