RU2591363C1

RU2591363C1 - Peristaltic pump

Info

Publication number: RU2591363C1
Application number: RU2015133722/06A
Authority: RU
Inventors: Салават Адегамович Латыпов
Original assignee: Салават Адегамович Латыпов
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: pumps.

SUBSTANCE: invention relates to peristaltic pumps with electromagnetic drive and is intended for use in oil industry, particularly in collecting fluid from a well. Peristaltic pump comprises a central body arranged inside an elastic body, electromagnets arranged along pump axis. Electromagnets envelope hydraulic chamber. Armatures of electromagnets are connected with pistons fitted on hydraulic chambers filled with liquid. Inside hydraulic chambers are arranged elastic bodies with central bodies. Simplified design.

EFFECT: higher efficiency of peristaltic pump, at which it is possible to obtain high pressure of pumped liquid.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.The invention relates to peristaltic pumps with an electromagnetic drive and is intended for use in the oil industry, in particular when taking fluid from a well, and can be used in other industries and agriculture.

Известен скважинный перистальтический насос, включающий эластичный трубопровод и нажимной элемент, взаимодействующий с наружной поверхностью эластичного трубопровода с усилием, достаточным для возникновения перистальтического эффекта. Эластичный трубопровод размещен в полости, установленной в скважине обоймы так, что часть его выходит за габариты обоймы, а нажимной элемент выполнен в виде объемного тела с цилиндрической контактной поверхностью, укрепленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль эластичного трубопровода и взаимодействия с выступающей из обоймы частью его поверхности, при этом размеры объемного тела и обоймы выбраны из условия заполнения полости обоймы эластичным трубопроводом в зоне взаимодействия объемного тела и эластичного трубопровода (см. патент RU №2382901, МПК F04B 43/12).Known borehole peristaltic pump, including an elastic pipe and a pressure element that interacts with the outer surface of the elastic pipe with a force sufficient to cause a peristaltic effect. The elastic pipeline is placed in the cavity installed in the holder bore so that part of it extends beyond the dimensions of the holder, and the pressure element is made in the form of a volumetric body with a cylindrical contact surface, reinforced with the possibility of reciprocating movement along the elastic pipe and interacting with the part protruding from the holder its surface, while the dimensions of the volumetric body and the cage are selected from the condition of filling the cavity of the casing with an elastic pipe in the zone of interaction of the volumetric body and elastic pipeline (see. patent RU №2382901, IPC F04B 43/12).

Основным недостатком такого насоса является сложность конструкции, ненадежность в работе и низкий КПД.The main disadvantage of such a pump is the design complexity, unreliability in operation and low efficiency.

Известен перистальтический насос, содержащий 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, по меньшей мере одно эластичное ферромагнитное тело выполнено или охватывающим, или охватываемым индукторами, в виде свободно перемещающихся в смазывающей, например, магнитной жидкости ферромагнитных, например, шариков, которые заключены в герметичную эластичную оболочку, а магнитопровод индукторов изготовлен с возможностью транспортировки ферромагнитных, например, шариков в исходное положение (см. патент RU №2114321, МПК F04B 43/12).Known 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, at least one 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, balls, which 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 its original position (see patent RU No. 2114321, IPC F04B 43/12).

Недостатком такого перистальтического насоса является сложность конструкции, дороговизна, ненадежность. Также затруднительность получения необходимого давления перекачиваемой жидкости.The disadvantage of such a peristaltic pump is the complexity of the design, high cost, unreliability. It is also difficult to obtain the required pressure of the pumped liquid.

Была поставлена задача на упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости.The task was to simplify the design, increase the efficiency of the peristaltic pump, with the possibility of obtaining high pressures of the pumped liquid.

Указанная задача решается тем, что перистальтический насос, содержащий центральное тело, находящееся внутри эластичного тела, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, электромагниты обхватывают гидравлические камеры, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, и внутри гидравлических камер расположены эластичные тела с центральными телами.This problem is solved by the fact that a peristaltic pump containing a central body inside the elastic body, electromagnets located along the pump axis, electromagnets encircle the hydraulic chambers, while the electromagnet anchors are connected to pistons mounted on the hydraulic chambers filled with liquid and inside the hydraulic chambers elastic bodies with central bodies are located.

В заявляемом перистальтическом насосе новыми существенными признаками, отсутствующими в известных аналогах и прототипе, являются электромагниты, обхватывающие гидравлические камеры, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, и внутри гидравлических камер расположены эластичные тела с центральными телами.In the inventive peristaltic pump, new essential features that are absent in the known analogues and prototype are electromagnets encircling the hydraulic chambers, while the anchors of the electromagnets are connected to pistons mounted on the hydraulic chambers filled with liquid, and elastic bodies with central bodies are located inside the hydraulic chambers.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Analysis of known technical solutions for scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the claimed technical solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Заявляемое изобретение соответствует признаку «изобретательский уровень», так как новая совокупность существенных признаков, неизвестная ранее, позволяет получить новый технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, увеличении эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости.The claimed invention corresponds to the sign of "inventive step", since a new set of essential features, previously unknown, allows to obtain a new technical result, which consists in simplifying the design, increasing the efficiency of the peristaltic pump, with the possibility of obtaining high pressures of the pumped liquid.

Проверка соответствия изобретения требованию изобретательского уровня, которая проводилась в отношении совокупности его существенных признаков, показала, что из известного уровня техники не выявлено влияния, предписываемого предлагаемым техническим решением преобразования, характеризуемого отличительными от прототипа существенными признаками на достижение технического результата: упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости. Это свидетельствует о том, что изобретение не следует для специалиста, явным образом, из известного уровня техники, т.е. оно соответствует критерию «изобретательский уровень».Verification of the compliance of the invention with the requirement of an inventive step, which was carried out with respect to the combination of its essential features, showed that the prior art did not reveal the effect prescribed by the proposed technical solution of the conversion, characterized by significant features distinctive from the prototype on the achievement of the technical result: simplification of design, increase in work efficiency peristaltic pump, with the possibility of obtaining high pressures of the pumped liquid . This indicates that the invention does not follow for a specialist, explicitly, from the prior art, i.e. it meets the criterion of "inventive step".

Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертежах:The invention is illustrated in the drawings:

Фиг. 1 - схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса;FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a peristaltic pump;

Фиг. 2 - схематично изображен поперечный разрез А-А перистальтического насоса на фиг. 1;FIG. 2 is a schematic cross-sectional view AA of the peristaltic pump of FIG. one;

Фиг. 3 - схематично изображен вид Б с местным разрезом перистальтического насоса на фиг. 2.FIG. 3 - schematically shows a view B with a local section of a peristaltic pump in FIG. 2.

Перистальтический насос содержит центральные тела 1, установленные внутри эластичных тел 2. Центральные тела 1 и эластичные тела 2 находятся внутри гидравлических камер 3, каждый из которых состоит из корпуса 4 и цилиндра 5. Гидравлическая камера 3 заполнена жидкостью 6. В цилиндре 5 установлен поршень 7. Между цилиндром 5 и поршнем 7 установлено упругое кольцо 8. Электромагнит 9 обхватывает гидравлическую камеру 3 и состоит из обмотки с сердечником 10, якоря 11, регулировочных винтов 12, ввинченных в якорь 11. Прижимает якорь 11 к поршню 7 пружина 13. Гидравлические камеры 3 с электромагнитами 9 отделены друг от друга разборными стенками 14. Вся конструкция насоса находится внутри защитной оболочки 15. Между центральным телом 1 и эластичным телом 2 находится перекачиваемая жидкость 16.The peristaltic pump contains central bodies 1 installed inside the elastic bodies 2. The central bodies 1 and elastic bodies 2 are located inside the hydraulic chambers 3, each of which consists of a housing 4 and a cylinder 5. The hydraulic chamber 3 is filled with a liquid 6. A piston 7 is installed in the cylinder 5 Between the cylinder 5 and the piston 7, an elastic ring is installed 8. The electromagnet 9 wraps around the hydraulic chamber 3 and consists of a winding with a core 10, an armature 11, adjusting screws 12 screwed into the armature 11. The spring 13 presses the armature 11 to the piston 7. The automatic chambers 3 with electromagnets 9 are separated from each other by collapsible walls 14. The entire pump design is located inside the containment shell 15. Between the central body 1 and the elastic body 2 there is a pumped liquid 16.

Перистальтический насос работает следующим образом.The peristaltic pump operates as follows.

На электромагниты 9 подается волнообразно электрический ток (источник тока условно не показан), последовательно включая и выключая электромагниты 9. При подаче на электромагнит 9 электрический ток, обмотка с сердечником 10 притягивает к себе якорь 11. При этом якорь 11 воздействует на поршень 7, который в свою очередь воздействует на жидкость 6, находящуюся внутри гидравлической камеры 3. Жидкость 6 прижимает эластичное тело 2 к центральному телу 1, выдавливая перекачиваемую жидкость 16. При отключении электромагнита 9, якорь 11 под воздействием сжатого упругого кольца 8 отходит от обмотки с сердечником 10. Из-за снижения давления внутри гидравлической камеры 3 эластичное тело 2 отходит от центрального тела 1, и в освободившееся пространство между эластичным телом 2 и центральным телом 1 поступает очередная порция перекачиваемой жидкости 16. Так как происходит волнообразное сжатие от одной гидравлической камеры к другой, в одном направлении, то и перекачиваемая жидкость 16 проталкивается в одном направлении.A wave-like electric current is supplied to the electromagnets 9 (a current source is not shown conditionally), sequentially turning the electromagnets on and off 9. When an electromagnet 9 is supplied with an electric current, the winding with the core 10 attracts the armature 11. The armature 11 acts on the piston 7, which in turn, it acts on the fluid 6 located inside the hydraulic chamber 3. The fluid 6 presses the elastic body 2 against the central body 1, squeezing out the pumped liquid 16. When the electromagnet 9 is turned off, the armature 11 under the influence of compress of the elastic ring 8 moves away from the winding with the core 10. Due to the decrease in pressure inside the hydraulic chamber 3, the elastic body 2 moves away from the central body 1, and the next portion of the pumped liquid 16 enters the free space between the elastic body 2 and the central body 1. there is a wave-like compression from one hydraulic chamber to another in one direction, and the pumped liquid 16 is pushed in one direction.

С помощью регулировочных винтов 12 можно регулировать зазор между регулировочными винтами 12 и обмоткой с сердечником 10, соответственно, изменять и ход якоря 11 при подаче тока на электромагнит 9.Using the adjusting screws 12, you can adjust the gap between the adjusting screws 12 and the winding with the core 10, respectively, and change the stroke of the armature 11 when applying current to the electromagnet 9.

При проектировании можно, таким образом, рассчитать размеры поршня 7, эластичного тела 2 и центрального тела 1, что для полного прижатия эластичного тела 2 к центральному телу 1 понадобится крайне малое перемещение поршня 7 в цилиндре 5. Так как усилие электромагнита 9 пропорционально квадрату расстояния якоря 11 от обмотки с сердечником 10, то, чем меньше ход якоря, тем меньше изменяется усилие продавливания перекачиваемой жидкости 16 от начала и до самого полного прижатия эластичного тела 2 к центральному телу 1. Тем самым возрастает эффективность работы перистальтического насоса.When designing, it is thus possible to calculate the dimensions of the piston 7, the elastic body 2 and the central body 1, which will require extremely small displacement of the piston 7 in the cylinder 5 to fully compress the elastic body 2 to the central body 1. Since the force of the electromagnet 9 is proportional to the square of the distance of the armature 11 from the winding with the core 10, then the smaller the stroke of the armature, the less the force of forcing the pumped fluid 16 changes from the beginning to the most complete pressing of the elastic body 2 to the central body 1. Thus, the efficiency increases The operation of the peristaltic pump.

В определенных случаях, вместо жидкости 6, находящейся внутри гидравлической камеры 3, можно использовать сжатый воздух или газ.In certain cases, instead of the liquid 6 inside the hydraulic chamber 3, compressed air or gas can be used.

Заявляемый перистальтический насос может быть изготовлен на стандартном оборудовании из известных материалов, с использованием известных технологий. Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, направленного на упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости, подтверждена приведенными чертежами и описанием конструкции перистальтического насоса в статическом состоянии и в действии.The inventive peristaltic pump can be manufactured on standard equipment from known materials, using known technologies. The possibility of implementing the invention and providing a technical result aimed at simplifying the design, increasing the efficiency of the peristaltic pump, with the possibility of obtaining high pressures of the pumped liquid, is confirmed by the drawings and a description of the design of the peristaltic pump in a static state and in action.

Это свидетельствует о том, что изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».This indicates that the invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims

A peristaltic pump containing a central body inside the elastic body, electromagnets located along the axis of the pump, characterized in that the electromagnets encircle the hydraulic chambers, while the anchors of the electromagnets are connected to pistons mounted on hydraulic chambers filled with liquid, and elastic chambers are located inside the hydraulic chambers bodies with central bodies.