RU63465U1

RU63465U1 - ELECTROMAGNETIC PUMP

Info

Publication number: RU63465U1
Application number: RU2007104959/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Георгиевич Олейниченко
Original assignee: Дмитрий Георгиевич Олейниченко
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Электромагнитный насос содержит цилиндр 1 и магнитный поршень 2 с проходным каналом 3, в котором встроен сферический обратный клапан 4, а также две размещенные вдоль оси цилиндра электрические катушки 5, 6 с витками, расположенными по спирали с возможностью электромагнитного взаимодействия с поршнем 2 и охватывающими цилиндр 1. Цилиндр 1 имеет впускной и выпускной патрубки 7, 8, соответственно. Электрические катушки 5, 6 выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль продольной оси цилиндра 1 с формированием выпуклой внешней поверхности 9, 10 катушек 5, 6, соответственно, в виде тела вращения с образующей, состоящей из, по меньшей мере, одного участка параболы. При этом обратный клапан 4 выполнен с двумя соосными седлами 11, 12, причем седло 11 выполнено с возможностью герметичного разделения полостей цилиндра 1, а седло 12 с возможностью пропускания рабочей среды (жидкости или газа). Электрические катушки 5, 6 могут быть выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра 1 с формированием плавно изменяющейся выпуклой внешней поверхности 9, 10 каждой катушки 5, 6 в виде тела вращения с образующей, состоящей из одного участка параболы с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня 2, т.е. в точках равновесия сил, приложенных к поршню 2. или с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра 1 с формированием выпуклой внешней поверхности каждой катушки 5, 6 в виде тела вращения с образующей, состоящей из двух сопряженных участков параболы. Насос снабжен корпусом 13, снабженном подводом (не изображен) для хладоносителя. В результате достигнуто увеличение к.п.д., улучшение показателей энергосбережения и материалоемкости, повышение технологичности при сборке и ремонте, расширение функциональных возможностей для управления в широких пределах производительностью (по расходу рабочего тела насоса), и давлению благодаря использованию эффективного устройства управления.The electromagnetic pump comprises a cylinder 1 and a magnetic piston 2 with a passage channel 3, in which a spherical check valve 4 is integrated, as well as two electric coils 5, 6 located along the axis of the cylinder with coils arranged in a spiral with the possibility of electromagnetic interaction with the piston 2 and covering the cylinder 1. The cylinder 1 has an inlet and outlet pipe 7, 8, respectively. The electric coils 5, 6 are made with a distribution of turns smoothly changing along the longitudinal axis of the cylinder 1 with the formation of a convex outer surface 9, 10 of the coils 5, 6, respectively, in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of at least one section of the parabola. While the check valve 4 is made with two coaxial seats 11, 12, and the seat 11 is made with the possibility of tight separation of the cavities of the cylinder 1, and the seat 12 with the possibility of transmission of the working medium (liquid or gas). Electric coils 5, 6 can be made with a distribution of turns smoothly varying along the axis of cylinder 1 with the formation of a smoothly changing convex outer surface 9, 10 of each coil 5, 6 in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of one section of the parabola with focus in the upper and bottom dead center stroke 2, i.e. at points of equilibrium of forces applied to the piston 2. or with a distribution of turns smoothly varying along the axis of cylinder 1 with the formation of a convex outer surface of each coil 5, 6 in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of two conjugate sections of the parabola. The pump is equipped with a housing 13 provided with a supply (not shown) for the coolant. As a result, an increase in efficiency was achieved, an improvement in energy saving and material consumption indicators, an increase in manufacturability during assembly and repair, an expansion of the functionality for managing performance over a wide range (in terms of pump working fluid consumption), and pressure due to the use of an effective control device.

Description

Полезная модель относится к насосостроению, а также компрессоростроению, и может быть использована, например, в качестве насоса (нагнетательного устройства) компрессора холодильной (кондиционной) установки, в компрессорах сжатого воздуха и др. и может быть использовано в автомобильных кондиционерах, компоновке бытовых, промышленных, торговых холодильных установок, насосных станциях различных типов и видов (нефте-газоперегонки), авиационных системах, медицинской технике, элементах систем космических кораблей (замкнутых системах жизнеобеспечения), коммунальных системах водо- и теплоснабжения, перекачки агрессивных жидкостей и газов в химической промышленности, топливных насосов двигателей внутреннего сгорания, другом оборудовании для перекачки агрессивных и абразивных сред, применяемом в литейном производстве, добыче угля и минералов, производстве цемента, стекла и керамики, в установках для дноуглубительных работ, компрессорных системах охлаждения персональных компьютеров, дозировочных насосов, системах пожаротушения общего и специального назначения, в компрессоре бытовой (промышленной) холодильной машины, в том числе и для применения в любых транспортных средствах, в гидравлических и пневматических системах силового и управляющего назначения (термопластавтоматы), в авиации, медицинской технике, робототехнике, в качестве нефте-газо перегонных насосов (насосов перегонки жидких топлив), ступеней многоступенчатых насосов высокого давления (400 атм и более), кораблестроении, коммунальных коммуникациях (системах отопления), насосных установках для перекачки агрессивных сред, в схемах контуров охлаждения ядерных реакторов, пищевой и химической промышленности, дозировочных насосов.The utility model relates to pump engineering, as well as compressor engineering, and can be used, for example, as a pump (discharge device) of a compressor of a refrigeration (air-conditioning) installation, in compressed air compressors, etc., and can be used in automobile air conditioners, layout of domestic, industrial , commercial refrigeration units, pumping stations of various types and types (oil and gas distillation), aviation systems, medical equipment, elements of spacecraft systems (closed life systems provision), municipal water and heat supply systems, pumping aggressive liquids and gases in the chemical industry, fuel pumps for internal combustion engines, other equipment for pumping aggressive and abrasive media used in foundry, coal and mineral mining, cement, glass and ceramics , in dredging installations, compressor cooling systems for personal computers, dosing pumps, fire extinguishing systems for general and special purposes, in a compress Re household (industrial) refrigeration machine, including for use in any vehicles, in hydraulic and pneumatic systems of power and control purposes (injection molding machines), in aviation, medical equipment, robotics, as oil-gas distillation pumps (distillation pumps) liquid fuels), stages of multi-stage high pressure pumps (400 atm and more), shipbuilding, utilities (heating systems), pumping units for pumping aggressive media, in cooling circuit diagrams nuclear reactors, food and chemical industries, metering pumps.

Известен электромагнитный насос, содержащий корпус в виде цилиндра, на наружной поверхности которого установлены катушки, а внутри него - поршень, и систему клапанов, отличающийся тем, что введены коммутирующее устройство, входной и выходной патрубки, объединенные двумя разветвлениями, между которыми установлен корпус таким образом, что он соединен с разветвлениями, образуя единую замкнутую гидравлическую систему, катушки подключены к коммутирующему устройству, при этом детали насоса выполнены из немагнитного материала (полезная модель RU №45006).A known electromagnetic pump containing a housing in the form of a cylinder, on the outer surface of which there are coils, and inside it a piston, and a valve system, characterized in that a switching device, an input and output nozzles are introduced, combined by two branches, between which the housing is installed in such a way that it is connected to the branches, forming a single closed hydraulic system, the coils are connected to a switching device, while the pump parts are made of non-magnetic material (useful model l RU No. 45006).

Недостатками известной полезной модели являются большие габариты и масса, низкий к.п.д., и, следовательно, низкие показатели энергосбережения и материалоемкости, повышенные потери энергии при ее преобразовании, отсутствие возможности охлаждения катушек. Узость функциональных возможностей не позволяет управлять производительностью в широких пределах.The disadvantages of the known utility model are the large dimensions and mass, low efficiency, and, therefore, low energy conservation and material consumption, increased energy loss during its conversion, lack of cooling coils. The narrowness of functionality does not allow you to manage performance over a wide range.

Известен электромагнитный насос, содержащий цилиндр и магнитный поршень с проходным каналом, в котором встроен обратный клапан, а также две размещенные вдоль оси цилиндра электрические катушки с витками, расположенными по спирали с возможностью электромагнитного взаимодействия с поршнем и охватывающими цилиндр, имеющий впускной и выпускной патрубки (SU №1608358, прототип).A known electromagnetic pump containing a cylinder and a magnetic piston with a passage channel in which a check valve is integrated, as well as two electric coils arranged along the axis of the cylinder with coils arranged in a spiral with the possibility of electromagnetic interaction with the piston and covering the cylinder having an inlet and outlet pipe ( SU No. 1608358, prototype).

Недостатками этого электромагнитного насоса являются низкие показатели энергосбережения и материалоемкости, повышенные потери энергии при ее преобразовании, плохие условия охлаждения катушек. Узость функциональных возможностей не позволяет управлять производительностью в широких пределах, использовать современные средства управления электропитанием.The disadvantages of this electromagnetic pump are low indicators of energy saving and material consumption, increased energy loss during its conversion, poor conditions for cooling coils. The narrowness of functionality does not allow to control performance over a wide range, to use modern power management tools.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного электромагнитного насоса и расширение арсенала электромагнитных насосов.The technical task of the utility model is to create an effective electromagnetic pump and expand the arsenal of electromagnetic pumps.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в уменьшении массогабаритных показателей за счет использования эффективной формы катушек и применения композитных материалов, увеличении к.п.д., улучшении показателей энергосбережения и материалоемкости за счет сокращения потерь энергии при ее преобразовании, повышении технологичности при сборке и ремонте, расширении функциональных возможностей для управления в широких пределах производительностью (по расходу рабочего тела насоса), и давлению благодаря формированию оптимальной конфигурации поля катушек и использованию эффективного устройства управления.The technical result, which provides a solution to the problem, consists in reducing the weight and size indicators by using the effective shape of the coils and using composite materials, increasing the efficiency, improving energy saving and material consumption by reducing energy losses during its conversion, increasing manufacturability during assembly and repair, expanding the functionality to control over a wide range of performance (for the flow of the pump fluid), and pressure due to ation field optimum configuration of the coils and the use of an effective control.

Сущность полезной модели состоит в том, что электромагнитный насос содержит цилиндр и магнитный поршень с проходным каналом, в котором встроен обратный клапан, а также две размещенные вдоль оси цилиндра электрические катушки с витками, расположенными по спирали с возможностью электромагнитного взаимодействия с поршнем и охватывающими цилиндр, имеющий впускной и выпускной патрубки, при этом электрические катушки выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра с формированием выпуклой The essence of the utility model consists in the fact that the electromagnetic pump comprises a cylinder and a magnetic piston with a passage channel in which a check valve is integrated, as well as two electric coils located along the axis of the cylinder with coils arranged in a spiral with the possibility of electromagnetic interaction with the piston and covering the cylinder, having an inlet and outlet nozzles, while the electric coils are made with a distribution of turns smoothly changing along the axis of the cylinder with the formation of a convex

внешней поверхности каждой катушки в виде тела вращения с образующей, состоящей из, по меньшей мере, одного участка параболы, при этом обратный клапан выполнен с двумя соосными седлами, одно из которых выполнено с возможностью герметичного разделения полостей цилиндра, а другое с возможностью пропускания рабочей среды.the outer surface of each coil in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of at least one section of the parabola, while the check valve is made with two coaxial seats, one of which is made with the possibility of tight separation of the cylinder cavities, and the other with the possibility of passing the working medium .

Электрические катушки могут быть выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра с формированием выпуклой внешней поверхности каждой катушки в виде тела вращения с образующей, состоящей из одного участка параболы с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня, или электрические катушки могут быть выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра с формированием выпуклой внешней поверхности каждой катушки в виде тела вращения с образующей, состоящей из двух сопряженных участков параболы, одна из которых выполнена с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня.Electric coils can be made with a distribution of turns, gradually changing along the axis of the cylinder with the formation of a convex outer surface of each coil in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of one section of a parabola with focus at the top and bottom dead points of the piston stroke, or electric coils can be made with a distribution of turns smoothly varying along the axis of the cylinder with the formation of a convex outer surface of each coil in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of two paired sections parabola, one of which is adapted to focus on the top and bottom dead point of the piston stroke.

Предпочтительно насос снабжен корпусом, снабженном подводом для хладоносителя, в канале цилиндра соединенном с выпускным патрубком расположен дополнительный обратный клапан, электрические катушки расположены вдоль цилиндра на длину хода поршня, снабжены кожухом и закреплены на поверхности цилиндра.Preferably, the pump is provided with a housing provided with a coolant supply, an additional non-return valve is located in the cylinder bore connected to the outlet, the electric coils are located along the cylinder for the length of the piston stroke, provided with a casing and mounted on the surface of the cylinder.

Цилиндр может быть выполнен из немагнитного материала с магнитными и немагнитными вставками или цилиндр может быть выполнен и композиционного материала, имеющего продольные магнитные и немагнитные вставки.The cylinder may be made of non-magnetic material with magnetic and non-magnetic inserts, or the cylinder may be made of composite material having longitudinal magnetic and non-magnetic inserts.

Катушки могут быть выполнены с возможностью управления при помощи электронной схемы, включающей в себя микропроцессор и дисплей визуального управления, кроме того, катушки могут быть выполнены с возможностью управления переключением режимов работы, как микропроцессором так и простейшей, релейной или полупроводниковой схемой.The coils can be made with the ability to control using an electronic circuit that includes a microprocessor and a visual control display, in addition, the coils can be made with the ability to control the switching of operation modes, both by the microprocessor and the simplest, relay or semiconductor circuit.

В частных случаях реализации полезной модели поршень, по меньшей мере, частично выполнен из магнитного материала, а подвижные части его обратного клапана выполнены из немагнитного материала или из материала с заданными магнитными свойствами, сердечник поршня выполнен из магнитотвердого материала в немагнитной оболочке или оболочке с магнитными свойствами в 2-10 раз ниже In particular cases of the implementation of the utility model, the piston is at least partially made of magnetic material, and the moving parts of its check valve are made of non-magnetic material or of material with predetermined magnetic properties, the piston core is made of hard magnetic material in a non-magnetic shell or shell with magnetic properties 2-10 times lower

магнитных свойств сердечника, или сердечник поршня выполнен из стали или из композитного магнитного материала.magnetic properties of the core, or the piston core is made of steel or composite magnetic material.

На чертеже фиг.1 изображена конструктивная схема электромагнитного насоса, катушки которого выполнены с образующей, состоящей из одного участка параболы, на фиг.2 изображена конструктивная схема электромагнитного насоса, катушки которого выполнены с образующей, состоящей из двух участков параболы, содержащего один обратный клапан, на фиг.3 изображена конструктивная схема электромагнитного насоса, катушки которого выполнены с образующей, состоящей из двух участков параболы, содержащего два обратных клапана, на фиг.4 - вид А по фиг.1, 2, 3, на фиг.5 - вид Б по фиг.3, на фиг.6 изображена схема соединения катушек с общим проводом, на фиг.7 - схема раздельного соединения катушек.The drawing of Fig. 1 shows a structural diagram of an electromagnetic pump, the coils of which are made with a generatrix consisting of one section of a parabola, Fig. 2 shows a structural diagram of an electromagnetic pump, whose coils is made with a generatrix, consisting of two sections of a parabola, containing one non-return valve, figure 3 shows a structural diagram of an electromagnetic pump, the coils of which are made with a generatrix consisting of two sections of a parabola containing two non-return valves, figure 4 is a view a in figure 1, 2, 3, ig.5 - view B of Figure 3, Figure 6 shows a diagram of connections of coils to the common wire, in Figure 7 - Scheme of separate coils compound.

Электромагнитный насос содержит цилиндр 1 и магнитный поршень 2 с проходным каналом 3, в котором встроен сферический обратный клапан 4, а также две размещенные вдоль оси цилиндра электрические катушки 5, 6 с витками (не обозначены), расположенными по спирали с возможностью электромагнитного взаимодействия с поршнем 2 и охватывающими цилиндр 1. Цилиндр 1 имеет впускной и выпускной патрубки 7, 8, соответственно. Электрические катушки 5, 6 выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль продольной оси цилиндра 1 с формированием выпуклой внешней поверхности 9, 10 катушек 5, 6, соответственно, в виде тела вращения с образующей, состоящей из, по меньшей мере, одного участка параболы. При этом обратный клапан 4 выполнен с двумя соосными седлами 11, 12, причем седло 11 выполнено с возможностью герметичного разделения полостей цилиндра 1, а седло 12 с возможностью пропускания рабочей среды (жидкости или газа). Ход клапана 4 между седлами 11, 12 обозначен "h", ход поршня 2 обозначен "H".The electromagnetic pump contains a cylinder 1 and a magnetic piston 2 with a passage channel 3, in which a spherical check valve 4 is integrated, as well as two electric coils 5, 6 located along the axis of the cylinder with turns (not marked), arranged in a spiral with the possibility of electromagnetic interaction with the piston 2 and spanning cylinder 1. Cylinder 1 has inlet and outlet nozzles 7, 8, respectively. The electric coils 5, 6 are made with a distribution of turns smoothly changing along the longitudinal axis of the cylinder 1 with the formation of a convex outer surface 9, 10 of the coils 5, 6, respectively, in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of at least one section of the parabola. While the check valve 4 is made with two coaxial seats 11, 12, and the seat 11 is made with the possibility of tight separation of the cavities of the cylinder 1, and the seat 12 with the possibility of transmission of the working medium (liquid or gas). The stroke of the valve 4 between the seats 11, 12 is indicated by "h", the stroke of the piston 2 is indicated by "H".

Электрические катушки 5, 6 на фиг.1 выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра 1 с формированием плавно изменяющейся выпуклой внешней поверхности 9, 10 каждой катушки 5, 6 в виде тела вращения с образующей, состоящей из одного участка параболы с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня 2, т.е. в точках равновесия сил, приложенных к поршню 2. Парабола - кривая, представляющая собой геометрическое место точек, равноудаленных от прямой (называемой директрисой параболы) и точки (называемой фокусом параболы), лежащей на оси симметрии параболы. На фиг.2, 3 электрические The electric coils 5, 6 in FIG. 1 are made with a distribution of turns smoothly changing along the axis of the cylinder 1 with the formation of a smoothly changing convex outer surface 9, 10 of each coil 5, 6 in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of one section of the parabola with focus in top and bottom dead center stroke of the piston 2, i.e. at points of equilibrium of forces applied to the piston 2. A parabola is a curve representing the geometrical location of points equidistant from a straight line (called the directrix of a parabola) and a point (called the focus of a parabola) lying on the axis of symmetry of the parabola. In figure 2, 3 electrical

катушки 5, 6 выполнены с распределением витков, плавно изменяющимся вдоль оси цилиндра 1 с формированием выпуклой внешней поверхности каждой катушки 5, 6 в виде тела вращения с образующей, состоящей из двух сопряженных участков параболы, одна из которых выполнена с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня. Насос снабжен корпусом 13, снабженном подводом (не изображен) для хладоносителя, который обтекает экранирующий кожух 20, в котором расположены катушки 5, 6, циркуляция хладоносителя изображена на фиг.1-3 стрелками.coils 5, 6 are made with a distribution of turns smoothly changing along the axis of cylinder 1 with the formation of a convex outer surface of each coil 5, 6 in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of two conjugate sections of the parabola, one of which is made with focus in the upper and lower dead piston stroke point. The pump is equipped with a housing 13 provided with an inlet (not shown) for the coolant, which flows around the shielding casing 20, in which the coils 5, 6 are located, the circulation of the coolant is shown in figures 1-3 by arrows.

В канале цилиндра 1 соединенном с выпускным патрубком 8 расположен дополнительный обратный клапан 14, выполненный, как и клапан 4, с двумя соосными седлами 15, 16, причем седло 15 выполнено с возможностью герметичного разделения патрубка 8 от полости цилиндра 1, а седло 16 с возможностью пропускания рабочей среды в патрубок 8.In the channel of the cylinder 1 connected to the exhaust pipe 8 there is an additional check valve 14, made, like the valve 4, with two coaxial seats 15, 16, and the seat 15 is made with the possibility of tight separation of the pipe 8 from the cavity of the cylinder 1, and the seat 16 with the possibility transmitting the working medium into the pipe 8.

Электрические катушки 5, 6 расположены вдоль цилиндра 1 на длину хода поршня 2 и закреплены на наружной поверхности цилиндра 1.Electric coils 5, 6 are located along the cylinder 1 for the stroke length of the piston 2 and are fixed on the outer surface of the cylinder 1.

Цилиндр 1 может быть выполнен из немагнитного материала с магнитными и немагнитными вставками или цилиндр 1 может быть выполнен и композиционного материала, имеющего продольные магнитные и немагнитные вставки.Cylinder 1 may be made of non-magnetic material with magnetic and non-magnetic inserts or cylinder 1 may be made of composite material having longitudinal magnetic and non-magnetic inserts.

Катушки 5, 6 могут быть выполнены с возможностью управления при помощи электронной схемы, включающей в себя микропроцессор 17 и дисплей 18 визуального управления, или катушки 5, 6 могут быть выполнены с возможностью управления переключением режимов работы, как микропроцессором 17 так и простейшей, релейной или полупроводниковой схемой.Coils 5, 6 can be made with the possibility of control using an electronic circuit including a microprocessor 17 and a visual control display 18, or coils 5, 6 can be made with the ability to control the switching of operation modes, both microprocessor 17 and the simplest, relay or semiconductor circuit.

Поршень 2, по меньшей мере, частично может быть выполнен из магнитного материала (т.е. материала способного проводить магнитные поля и производить силовую реакцию на наличие или изменение внешнего электромагнитного поля), а подвижные части его обратного клапана 4 могут быть выполнены из немагнитного материала или из материала с заданными магнитными свойствами.The piston 2, at least partially, can be made of magnetic material (i.e., a material capable of conducting magnetic fields and producing a force reaction to the presence or change of an external electromagnetic field), and the moving parts of its check valve 4 can be made of non-magnetic material or from a material with desired magnetic properties.

Сердечник 19 поршня 2 может быть выполнен из магнитотвердого материала в немагнитной оболочке (не обозначена) или оболочке с магнитными свойствами в 2-10 раз ниже магнитных свойств сердечника 19.The core 19 of the piston 2 may be made of hard magnetic material in a non-magnetic shell (not indicated) or a shell with magnetic properties 2-10 times lower than the magnetic properties of the core 19.

Сердечник 19 поршня 2 может быть также выполнен из стали или из композитного магнитного материала.The core 19 of the piston 2 may also be made of steel or composite magnetic material.

Поршень 2 располагается в цилиндре 1 на удалении от поперечных осей катушек 5, 6 (эквивалентно, соленоидов 5, 6) на расстоянии необходимом для возбуждения электромагнитного усилия, достаточного для создания избыточных давлений (разряжений) в объемах цилиндра, расположенных под соленоидами 5, 6. На фиг.1 поверхности 9, 10 катушек 5, 6 имеют один участок параболы с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня 2. На фиг.2, 3 один участок параболы также выполнен с фокусом в верхней и нижней мертвой точке хода поршня 2, а другой, например, - с фокусами расположенными на осях наклоненных под углами α и β к плоскостям проходящим в верхней и нижней мертвой точке хода поршня 2.The piston 2 is located in the cylinder 1 at a distance from the transverse axes of the coils 5, 6 (equivalently, solenoids 5, 6) at a distance necessary to excite an electromagnetic force sufficient to create excessive pressures (discharges) in the cylinder volumes located under the solenoids 5, 6. In figure 1, the surfaces 9, 10 of coils 5, 6 have one section of the parabola with focus at the top and bottom dead center of the piston 2. In figures 2, 3, one section of the parabola is also made with focus at the top and bottom dead center of the piston 2 , and the other, for example, with focuses p located on the axes inclined at angles α and β to the planes passing at the top and bottom dead center of the stroke of the piston 2.

Кроме того, на чертежах обозначены: клеммы 21 катушек 5, 6, уплотнительные кольца 22, устройство 23 управления рабочим процессом насоса, силовые линии 24 питания катушек 5, 6, уровень 25 охлаждающей жидкости, боковые экраны 26 катушек 5, 6, устройство 27 коммутации силовых линий питания катушек 5, 6, шина 28 связей, места 29 крепления насоса.In addition, the drawings indicate: terminals 21 of coils 5, 6, O-rings 22, device 23 for controlling the pump process, power lines 24 for supplying coils 5, 6, coolant level 25, side shields 26 of coils 5, 6, switching device 27 power lines of supply coils 5, 6, bus 28 connections, places 29 of the pump mounting.

Электромагнитный насос работает следующим образом.The electromagnetic pump operates as follows.

Устройством 23 микропроцессором 17 или простейшей, релейной или полупроводниковой схемой формируются команды на задействование катушки 5 или катушки 6 и параметры тока и напряжения в них. Электропитание устройством коммутации 25 подается по силовым линиям 24 через клеммы 21 на катушки 5, 6.The device 23 microprocessor 17 or a simple, relay or semiconductor circuit generates commands to activate the coil 5 or coil 6 and the current and voltage parameters in them. Power supply by switching device 25 is supplied via power lines 24 through terminals 21 to coils 5, 6.

В процессе работы насоса осуществляется преобразование электроэнергии на участке от клемм 21 катушек 5, 6 до зоны создания давления рабочего тела посредством привода в движение поршня 2 магнитодвижущей силой, создаваемой катушками 5, 6.During the operation of the pump, electricity is converted in the area from the terminals 21 of the coils 5, 6 to the pressure zone of the working fluid by driving the piston 2 with the magnetomotive force generated by the coils 5, 6.

При наведении электрического тока в обмотке одной из катушек, например, 5 магнитный поршень 2 получает поступательное движение в сторону катушки 5, при этом, клапан 4 пропускает рабочее тело насоса в зону катушки 6 через канал 3 в поршне 2. При этом клапан 4 поршня 2 открыт через седло 12, клапан 14 (если он имеется) закрыт - его седло 15 закрыто. Поршень 2 двигается в сторону катушки 5. В результате рабочее тело из патрубка 7 через канал 3 поступает в левую (по чертежу) полость цилиндра 1, которая полностью заполняется в конце хода поршня 2 вправо.When an electric current is induced in the winding of one of the coils, for example, 5, the magnetic piston 2 receives translational motion towards the coil 5, while valve 4 passes the pump medium into the zone of the coil 6 through the channel 3 in the piston 2. In this case, the valve 4 of the piston 2 open through seat 12, valve 14 (if any) is closed - its seat 15 is closed. The piston 2 moves towards the coil 5. As a result, the working fluid from the pipe 7 through the channel 3 enters the left (according to the drawing) cavity of the cylinder 1, which is completely filled at the end of the stroke of the piston 2 to the right.

При отключении катушки 5 и включении катушки 6, магнитный поршень 2 получает поступательное движение в сторону катушки 6, при этом клапан 4 поршня 2 запирает рабочее тело насоса в зоне катушки 6. При этом клапан 4 магнитного поршня 2 работает на закрытие седла 11, клапан 14 открыт через седло 16. Усилием When the coil 5 is turned off and the coil 6 is turned on, the magnetic piston 2 receives translational motion towards the coil 6, while the valve 4 of the piston 2 locks the pump body in the area of the coil 6. In this case, the valve 4 of the magnetic piston 2 works to close the seat 11, valve 14 open through saddle 16. Effort

магнитного взаимодействия магнита поршня 2 и электромагнитного поля катушки 6, создается избыточное давление в зоне катушки 6, т.е. в левой полости цилиндра 1. В результате рабочее тело из этой полости вытесняется через патрубок 8 под давлением, а из патрубка 7 свободно поступает под действием разрежения в правую (по чертежу) полость цилиндра 1, которая полностью заполняется в конце хода поршня 2 влево.magnetic interaction of the magnet of the piston 2 and the electromagnetic field of the coil 6, creates excessive pressure in the area of the coil 6, i.e. in the left cavity of the cylinder 1. As a result, the working fluid is displaced from this cavity through the pipe 8 under pressure, and from the pipe 7 freely flows under the influence of rarefaction into the right (according to the drawing) cylinder 1 cavity, which is completely filled at the end of the piston 2 to the left.

Экспериментально подтверждено, что распределение витков катушек 5, 6 с формированием выпуклой внешней поверхности 9, 10 катушек 5, 6, соответственно, в виде тела вращения с образующей, состоящей из, по меньшей мере, одного участка параболы с указанным расположением фокусов параболы, позволяет уменьшить длину поршня 2 и увеличить полезный рабочий объем насоса в тех же габаритах, а также сокращает потери энергии при ее преобразовании на участке от клемм 21 катушек 5, 6 до зоны формирования давления сжатого рабочего тела насоса поршнем 2. Одновременно улучшаются условия теплоотвода и снизить потери на перегрев цилиндра 1 и сердечника 19 и улучшить теплоотвод от витков катушек 5, 6, что напрямую улучшает экономические показатели эффективности насоса.It is experimentally confirmed that the distribution of the turns of the coils 5, 6 with the formation of a convex outer surface 9, 10 of the coils 5, 6, respectively, in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of at least one section of the parabola with the specified location of the foci of the parabola, allows to reduce the length of the piston 2 and increase the useful working volume of the pump in the same dimensions, and also reduces the energy loss when it is converted in the area from terminals 21 of the coils 5, 6 to the pressure formation zone of the compressed pump working fluid by the piston 2. improved conditions for heat removal and to reduce the losses and the overheating of the cylinder core 1 19 and to improve heat dissipation from the coil windings 5, 6, which directly improves the economic performance of the pump efficiency.

В процессе работы насоса циклы нагнетания и всасывания поршня 2 повторяются и чередуются в соответствии с командами управления от микропроцессора 17 путем изменения напряжения, тока и частоты переключения катушек 5, 6. Оператор с помощью дисплея 18 контролирует параметры и длительность работы насоса.During the operation of the pump, the discharge and suction cycles of the piston 2 are repeated and alternate in accordance with the control commands from the microprocessor 17 by changing the voltage, current and switching frequency of the coils 5, 6. The operator uses the display 18 to control the parameters and duration of the pump.

В случае наличия обратного клапана 14, отсекающего возможный в некоторых системах «паразитный» подпор из внешнего трубопровода, присоединенного к патрубку 8, увеличивается полезный рабочий объем цикла нагнетания и обеспечивается более плавная и экономичная разгонно-тормозная характеристика при регулировки производительности насоса и в течении всего цикла работы.If there is a check valve 14, which cuts off a possible “parasitic” back-up in some systems from an external pipeline connected to the nozzle 8, the useful working volume of the pressure cycle increases and a smoother and more economical acceleration-brake characteristic is provided when adjusting the pump performance and throughout the cycle work.

В зависимости от схемы подключения насоса фиг.6 или фиг.7 устройство 23 задает разные режимы устройству 25, осуществляющему коммутацию силовых линий 24 питания катушек 5, 6.Depending on the connection diagram of the pump of FIG. 6 or FIG. 7, the device 23 sets different modes to the device 25, which commutes the power lines 24 of the supply coils 5, 6.

Хладоноситель подается в пространство между корпусом 13 и кожухом 20 и циркулирует, отбирая тепло, выделяемое при работе катушек 5, 6.The coolant is fed into the space between the housing 13 and the casing 20 and circulates, taking away the heat generated during the operation of the coils 5, 6.

В случае отключения электропитания катушек 5, 6 и наличия давления в системе, присоединенной к патрубку 8, поршень 2 отводится давлением системы через патрубок 8 и клапан 14 до упора, в крайнее правое положение под катушкой 5.In case of power failure of the coils 5, 6 and the presence of pressure in the system connected to the nozzle 8, the piston 2 is discharged by the pressure of the system through the nozzle 8 and the valve 14 until it stops, to the extreme right position under the coil 5.

Управление насосом осуществляется путем изменения напряжения, тока и частоты переключения катушек с помощью устройства 23 управления, которое может быть выполнено, как с помощью релейной схемы, так и с помощью полупроводниковой - микропроцессорной схемы управления, с осуществлением визуального мониторинга при выводе параметров работы на дисплей 18.The pump is controlled by changing the voltage, current and switching frequency of the coils using a control device 23, which can be performed using either a relay circuit or a semiconductor – microprocessor control circuit, with visual monitoring when outputting operation parameters to display 18 .

Это позволяет управлять производительностью в широких пределах за счет более глубокого регулирования параметров питания катушек 5, 6 по напряжению, току, частоте переключения электропитания катушек 5, 6, что ведет к расширению возможностей управления производительностью в более широких пределах по расходу рабочего тела насоса, давлению. Электромагнитный насос экономически эффективен в производстве и эксплуатации, технологичен при сборке и ремонте, позволяет использовать композитные материалы. В результате обеспечено уменьшение массогабаритных показателей насосов в своем классе мощности, увеличение к.п.д., а следовательно, улучшение показателей энергосбережения и материалоемкости.This allows you to control the performance over a wide range due to deeper control of the power parameters of the coils 5, 6 by voltage, current, switching frequency of the power supply of the coils 5, 6, which leads to the expansion of capacity control over a wider range of pump flow rate, pressure. An electromagnetic pump is cost-effective in production and operation, technologically advanced during assembly and repair, and allows the use of composite materials. As a result, a decrease in the overall dimensions of the pumps in their power class, an increase in efficiency, and, consequently, an improvement in the indicators of energy saving and material consumption are ensured.

Claims

1. An electromagnetic pump containing a cylinder and a magnetic piston with a passage channel in which a check valve is integrated, as well as two electric coils arranged along the axis of the cylinder with turns arranged in a spiral with the possibility of electromagnetic interaction with the piston and covering the cylinder having an inlet and outlet pipe characterized in that the electric coils are made with a distribution of turns smoothly varying along the axis of the cylinder with the formation of a convex outer surface of each coil in the form of a body connection with a generatrix consisting of at least one section of the parabola, while the check valve is made with two coaxial seats, one of which is made with the possibility of tight separation of the cylinder cavities, and the other with the possibility of transmission of the working medium.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the electric coils are made with a distribution of turns, gradually changing along the axis of the cylinder with the formation of a convex outer surface of each coil in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of one section of a parabola with focus in the upper and lower dead piston stroke point.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the electric coils are made with a distribution of turns, smoothly varying along the axis of the cylinder with the formation of a convex outer surface of each coil in the form of a body of revolution with a generatrix consisting of two paired sections of the parabola, one of which is made with focus at the top and bottom dead center stroke.

4. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is provided with a housing provided with a supply for a coolant.

5. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an additional check valve is located in the cylinder channel connected to the exhaust pipe.

6. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the electric coils are located along the cylinder for the length of the piston stroke, provided with a casing and mounted on the surface of the cylinder.

7. The pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cylinder is made of non-magnetic material with magnetic and non-magnetic inserts.

8. The pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cylinder is made of a composite material having longitudinal magnetic and non-magnetic inserts.

9. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the coils are adapted to be controlled by an electronic circuit including a microprocessor and a visual control display.

10. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the coils are made with the ability to control the switching of operating modes, both by the microprocessor and the simplest, relay or semiconductor circuit.

11. A pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the piston is at least partially made of magnetic material, and the movable parts of its check valve are made of non-magnetic material or from a material with predetermined magnetic properties.

12. The pump according to claim 11, characterized in that the piston core is made of hard magnetic material in a non-magnetic shell or shell with magnetic properties 2-10 times lower than the magnetic properties of the core.

13. The pump according to item 12, characterized in that the piston core is made of steel or composite magnetic material.