SE466467B - Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material - Google Patents

Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material

Info

Publication number
SE466467B
SE466467B SE8704931A SE8704931A SE466467B SE 466467 B SE466467 B SE 466467B SE 8704931 A SE8704931 A SE 8704931A SE 8704931 A SE8704931 A SE 8704931A SE 466467 B SE466467 B SE 466467B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
piston
rod
rods
pump
valves
Prior art date
Application number
SE8704931A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8704931D0 (sv
SE8704931L (sv
Inventor
G Engdahl
G Molund
Original Assignee
Asea Atom Ab
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 Asea Atom Ab filed Critical Asea Atom Ab
Priority to SE8704931A priority Critical patent/SE466467B/sv
Publication of SE8704931D0 publication Critical patent/SE8704931D0/sv
Priority to NO88885443A priority patent/NO885443L/no
Priority to GB8828835A priority patent/GB2213536B/en
Priority to BR888806511A priority patent/BR8806511A/pt
Priority to US07/282,271 priority patent/US4927334A/en
Publication of SE8704931L publication Critical patent/SE8704931L/sv
Publication of SE466467B publication Critical patent/SE466467B/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F04B17/04Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
    • F04B17/042Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

1466 467 ' 2 REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN För att kunna förse en hydraulisk aktuator med tryckmedium i ett undervattensproduktionssystem för olja och gas utan någon trycksättning från en plattformsbaserad pump, har en vätskepump framtagits, som är driven av stavar av ett jättemagnetostriktivt material, exempelvis Terfenol-D, vilken är en legering, innehållande järn och de sällsynta jordartsmetallerna, terbium och dysprosium (TbxDy1_xFe1,9_1,98). Nämnda vätskepump har få rörliga delar och hög verkningsgrad och kan placeras i direkt anslutning till de aktuatorer, vilka den är avsedd att betjäna.
Genom att utnyttja jättemagnetostriktionen i två parvis anordnade och växelvis arbetande stavar 11, kan en kolv 12 i en cylinder fås att _oscillera för transport av en vätska. Detta kan åstadkommas genom att en första stav 11 är anordnad att ge rörelse hos kolven 12 åt ett håll då magnetisk energi omvandlas till mekanisk energi i form av en formföränd- ring hos denna första stav, samtidigt som en andra stav då är anordnad att dynamiskt förspänna den första staven mot kolven, och att den andra staven är anordnad att ge rörelse hos kolven åt det motsatta hållet då magnetisk energi omvandlas till mekanisk energi i form av en formförändring hos denna andra stav, samtidigt som den första staven då är anordnad att dynamiskt förspänna den andra staven mot kolven. Stavarna av det jätte- magnetostriktiva materialet är omgivna av spolar och parvist anordnade och anordnade att växelvist påverka en kolv i ett pumphus 16 cylinderrum 17. I pumphusets gavlar är ingående och utgående vätskeledningar anslutna. Med hjälp av ventilfunktioner exempelvis backventiler och T-kopplingar åstadkommas en fortlöpande pumpverkan hos pumpen.
FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar ett undervattenssystem för aktuatorer med en terfenol- stavsdriven pump.
Figur 2 visar en principlösning för en terfenolstavsdriven pump.
Figur 3 visar en alternativform av en terfenolstavsdriven pump enligt figur 2.
Figur Ä visar en terfenolstavsdriven pump utan kolvstänger. ¿ 466 467 ~ Figur 5 visar en alternativform av en terfenolstavsdriven pump enligt figur 4 med ett rörligt distansstycke.
Figur 6 visar enbart pumpdelen i pumpen.
Figur 7 visar en principlösning för en terfenolstavsdriven pump.
Figur 8 visar en alternativform av en terfenolstavsdriven pump.
Figur 9 visar en principskiss för terfenolelektronik (schematisk bild över pumpens elektriska system).
Figur 10 visar ett elektroniskt system för drivning av terfenolstavar och ventiler.
BESKRIVNING AV ETT UTFÖRINGSEXEMPEL Vätskepumpen 1 enligt uppfinningen är tänkt att användas i undervattens- produktionssystem för olja och gas. Ett undervattenssystem har ett antal ventiler 2 för kontroll av vätska och gasström där ventilerna normalt är fjärrstyrda och manövreras av hydrauliska aktuatorer. En aktuator om- vandlar ett hydraultryck till ett önskvärt arbetsmoment.
Normalt erhåller aktuatorerna det nödvändiga arbetstrycket genom att pumpar uppe på en plattform trycksätter ett hydrauliskt drivmedel, som överför trycket till aktuatorerna via en hydraulledning. En terfenol- stavsdriven vätskepump 1 däremot kan utformas för att placeras i ett undervattenssystem på havsbotten. Därmed behövs ej någon försörjnings- linje för hydrauliska drivmedel mellan plattform och undervattenssystem, dvs pumpen trycksätter det hydrauliska drivmedlet direkt i ett hydraul- system nere på havsbotten.
Ett simplex elektro/hydrauliskt undervattenssystem utgör en god lösning på ett undervattenssystem för produktion av olja och gas. Eftersom systemet utgör ett kombinerat elektriskt och hydrauliskt system, är systemet utrustat med försörjningslinjer för elektrisk kraftförsörjning, telekom- munikation (signalstyrning) och hydrauliskt drivmedel mellan plattform och undervattenssystem. Placeras terfenolstavsdrivna undervattenspumpar i simplex undervattenssystem kan de redan befintliga försörjningslinjerna 466 467 ' Ä för kraftöverföring och telekommunikation utnyttjas till att driva och styra undervattenspumparna.
Simplex undervattenssystem har vanligtvis utformats med ett s k "fail safe" säkerhetssystem som träder i kraft vid förlust av elektrisk kraftförsörjning samt vid förlust av hydraulsystemets tryck eller vid obalans av detta tryck. Anpassning av undervattenspumparna till detta hydraulsystem påverkar ej funktionen i säkerhetssystemet.
Drivvätskan i hydraulsystemen består vanligtvis av hydrauloljor eller en vatten-glykol blandning. Välbekanta fakta är att system med drivvätska baserade på mineraloljor har livslängder av storleksordningen 10 gånger längre jämfört med samma utrustning med vattenbaserade drivvätskor. En för ett pumpkoncept med vattenbaserad drivvätska stor fördel är vätskans obetydliga kompression, vilket innebär små kompressionsförluster i en motsvarande pumpkammare. För maximal tillförlitlighet och minimal störning är drivvätskor baserade på mineraloljor att föredra. En mineralolja med låg viskositet anses därför mest lämplig för både pumpkoncept och hydrauliskt undervattenssystem.
Totalhaverier i hydrauliska system orsakas vanligtvis av partikelföroren- ingar av storlekar större än 45 mikrometer. För att skydda systemet mot sådana haverier måste hydraulsystemet förses med filter för hydraul- vätskan. F Förenklat består ett undervattenshydraulsystem med terfenolstavsdrivna vätskepumpar av följande komponenter, se figur 1: - Produktionsventil med aktuator 2 - Strömstyrd manöverventil (av typ 2-läges 3-vägs solenoidventil) 3 - Elektronikenhet: För styrning och krafttillförsel till komponenter 4 - Försörjningslinjer för kraft och telekommunikation till elektronikenhet 5 - Backventiler för att förhindra tillbakaströmning 6 - Tryckvakt för start och stängning av pump 7 - Ackumulator för trycksättning av systemet 8 - Behållare för returnering av hydraulvätska 9 - Oljefilter för filtrering av returnerad hydraulvätska 10 - Undervattenspump med terfenolstavar 1 5 466 467 * Grundprincipen för en pump 1 enligt figurerna 2-5 är att en tvåkammares dubbelverkande pump 1 drivs av jättemagnetostriktion med två parvis anordnade och växelvis arbetande stavar 11 exempelvis av Terfenol-D.
Förutom stavarna av terfenol och en rörlig kolv 12 eller ett membran kommer pumpen ej att ha några ytterligare rörliga delar, vilket innebär att det går att åstadkomma en enkel, pålitlig och slitstark konstruktion.
Pumpen kommer ej att innefatta delar med komplicerade transmissions- rörelser. Ventilerna 13, 14 till pumpen som reglerar flödet måste dock innehålla rörliga delar.
Terfenolelementens stora kraftresurser och dess höga tryckhållfasthet medför att terfenolelementen kan arbeta med höga belastningar och därmed kan höga tryck alstras i hydraulvätskan. Stavar av terfenol utvidgas eller kontraheras beroende på amplituden hos de magnetiserande strömmarna. För att erhålla god effektivitet bör åtminstone 50 % mättnadsmagnetostrik- tioner åstadkommas under magnetiseringsförloppet. Stavarna magnetiseras av kringliggande spolar 15 med ett magnetiserande fält. Terfenolstavarna 11 arbetar mot varandra så att en kompressiv mekanisk spänning alltid råder i dem, trots att dessa inte förspännes med några fjäderelement.
Ett pumpkoncept enligt uppfinningen består av ett pumphus 16 i form av ett cylinderrum 17, som i anslutning till sina ändytor har öppningar för till- försel 18 och bortförsel 19 av vätska vid pumpning, och en tvåsidig dub- belverkande kolv verkande i cylinderrummet. Utan att förändra pumpfunk- tionen kan kolven ersättas med membran.
Den dubbelverkande pumpfunktionen åstadkommas genom att kolven erhåller en fram- och tillbakagående rörelse av de coherent arbetande stavarna. När den ena staven under magnetisering utvidgas krymper den andra staven varvid kolven kommer att förflyttas och den ena kammaren i cylinderrummet krympes samtidigt som den andra kammaren i cylinderrummet utvidgas. Detta innebär att den dubbelverkande kolven samtidigt komprimerar och trycker ut hydraulvätska i ena kammaren och dekomprimerar och suger in vätska i den andra kammaren. Stavarna åstadkommer således en oscillerande kolvrörelse fram och tillbaka som växelvis komprimerar och dekomprimerar kamrarna.
Den beskrivna kolvrörelsen regleras av strömtillförseln till de två spol- arna 15. Grundprincipen för stavarnas arbetssätt är att en första stav' först magnetiseras och förlängs samtidigt som en andra stav avmagnetiseras och krymper. Därefter krymper den första staven samtidigt som den andra 466 467 6 staven utvidgas. Detta upprepas så att kolven får en fram- och tillbaka- gående rörelse. Genom strömtillförseln till spolen åstadkommer denna ett magnetiskt fält. Spolen kan avmagnetiseras genom att den pålagda spänn- ingen byter polaritet och därmed drivs ström ut ur spolen tills denna blivit strömlös. Samtidigt som ena spolen magnetiseras avmagnetiseras den andra spolen. Strömmen som avtappas från spolen under avmagnetiserings- förloppet överförs till andra spolen som under sin magnetiseringsfas drar nytta av strömmen som avtappas från den första spolen. Den beskrivna metoden tillåter en mycket flexibel utformning av strömtillförseln till spolarna.
Då pumpen arbetar med kort slaglängd måste pumparean anpassas till detta, vilket medför en relativt stor diameter, samtidigt som öppningarna i pumphuset måste göras relativt små, för att god tryckuppbyggnad skall kunna åstadkommas utan pulsation i systemet.
Backventiler 13, 14 och T-kopplingar 20, 21 åstadkommer en fortlöpande transport av hydraulvätskan. På sugsidan har båda kamrarna var sin sugventil 13 som öppnar när trycket på sugsidan är högre än trycket i kammaren under dekompressionsfasen. På trycksidan har kamrarna också var sin tryckventil 14 som öppnar när trycket i kammaren överskrider mot- trycket framför ventilen under kompressionsfasen.
För att erhålla en pumpverkan skall både insugsventil och tryckventil vara stängda under kompressionsfasen och tryckventilen skall öppnas när ett ackumulatortryck uppnåtts i kammaren. Under dekompressionsfasen skall tryckventilen vara stängd medan insugsventilen öppnas när trycket har fallit ner till ett reservoirtryck exempelvis det rådande havstrycket.
Pumpkonceptet kan lätt anpassas för att utrustas med strömstyrda magnetventiler (solenoidventiler) eller liknande backventiler.
Pumpkonceptet bygger på att terfenolstavarna kan arbeta mot höga belast- ningar och kan därmed alstra höga hydraultryck samt på att de relativt små och i hydrauliska sammanhang högfrekventa kolvrörelserna ger önskade flö- den. Detta kräver ventiler som har kort responstid (snabb öppnings- och stängningsfunktion) och arbetar väl vid höga tryck.
Det höga trycket ställer höga krav på tätning mellan kägla och säten i ventilerna. Därför är endast ventiler anpassade till höga tryck, så kallade högtrycksventiler, tänkbara vid terfenolstavsdrivna vätskepumpar. à 466 467 Stora stryphål kräver större kraft för öppning av en ventil och därför ger små stryphål bättre responstid. Små öppnings/stängningsspel för en kägla innebär också kortare responstid. Backventilers stängningstid kan för- kortas genom att använda en fjäderbelastad kägla vilket också ger margi- nellt högre öppningstryck. Bland de snabbaste strömstyrda ventilerna är en typ av 2-vägs direktverkande magnetventiler (solenoidventiler). Pumpkon- ceptets måttliga krav på flöden tillåter små stryphål.
För att erhålla en snabb öppning och stängning av strömstyrda ventiler krävs väldefinierade strömpulser av kort varaktighet vilket resulterar i snabba magnetiserings- och avmagnetiseringsförlopp av solenoidspolarna.
Backventilernas öppning och stängning styrs av trycket i kamrarna.
Då den höga pumpfrekvensen innebär oerhört många öppningar och stängningar för ventilerna, kräver detta extra tàlighet mot slitage. Varje kägla och säte bör därför vara tillverkade av både ett relativt segt och slitstarkt material.
Terfenol kan också användas i ventiler vilket möjliggör mycket snabb öppning och stängning av ventilerna. Därtill kan terfenolens sättning mot sätet regleras så att denna blir mycket mjuk, vilket kommer att innebära att ventilen blir slitstark. Eftersom det krävs litet terfenolmaterial i ventilerna kommer kostnaden för materialet att vara låg.
Ett pumpkoncept med en tvåkammars dubbelverkande pump med parvis anord- nade terfenolstavar som drivkälla och rörlig kolv är mindre komplicerad uppbyggd jämfört med ett rörligt styvt membran av stål. Membranets ringa storlek och inspänningen av membranet är två problematiska faktorer vid en konstruktion av en membranpump. Lågfriktionstätningar utgör en god tätning mellan kolv och pumphus, därför har en pump med rörlig kolv ansetts mest fördelaktig.
Terfenolstavarna 11 kan vara inlagrade i glidhylsor 22 av mässing vilka tjänstgör som styrning för terfenolstavarna och som stomme för spolens lindningar. För att förhindra induktiv koppling mellan spolen och pump- huset, vilket resulterar i energiförluster, dvs förhindrar alstring av virvelströmmar i pumphuset, bör huset 23 med spolen 15 avskärmas genom användning av t ex transformatorplåt. För att förhindra förluster genom att spolen magnetiserar omgivande material måste helst allt konstruktions- 466 467 à material utgöras av omagnetiska material. Därtill är det gynnsamt att använda material som är dåliga elledare vilket minskar möjligheter till energiförluster genom alstring av virvelströmmar.
Terfenolstavarna 11 i drivenheten lägesjusteras med hjälp av 2 st ställ- skruvar 24. Ställskruven kan utformas så att den ligger an direkt mot terfenolstavarna 11 eller genom att ställskruven ligger an mot en rörligt cylindriskt distansstycke 23 som överför spänningen till terfenolstaven, dvs en mellanliggande rörlig del som ligger an mot både skruv och stav.
Pumpdelen kan utgöras av ett tvåkammars pumphus 16 samt av en dubbelverk- ande kolv 12 med två kolvstänger 26. Pumphuset 16 tillverkas lämpligen av korrosionsbeständigt rostfritt omagnetiskt stål. Austenitiska rostfria stål som är beständiga mot korrosion i havsvattenmiljö innehåller vanligt- vis molybden. Även om terfenol är ett material med extremt stora strik- tionsrörelser blir kolvrörelsen relativt liten, av storleksordningen 0,1 mm. Det är därför av stor vikt att använda sig av styva material som minimerar elastiska förluster vilka minskar kolvens reella slaglängd.
Genom att använda sig av tillräckligt grovt gods i pumphus 16 och väl tilltagna skruvförband 27 med grova skruvar erhålls små töjningar med konstruktionsmaterial av rostfritt stål. Förspänning av de väl tilltagna grova skruvarna reducerar töjningarna till mycket små belopp. Vid komp- ressionsfasen trycks kolv 12 och kolvstängerna 26 ihop. Denna hoptryck- ning resulterar i större förluster jämfört med töjning i pumphus 16 och skruvförband 27. Därför bör kolv 12 och kolvstängerna 26 tillverkas av ett mer styvt material än rostfritt stål. Keramer som är omagnetiska och dåliga elektriska ledare och avsevärt styvare än rostfritt stål anses som ett lämpligt material för kolv och kolvstänger. Borkarbid som är en av de mer styva keramerna förväntas utgöra ett lämpligt material (E-modul ca H50 GPa). Den rörliga delen som överför mekanisk spänning mellan ställ- skruv 24 och terfenolstav 11 tillverkas lämpligen också av keram.
Komponenternas elastiska deformation reducerar kolvslaglängden avsevärt mindre än kompression av hydraulvätskan. Hydrauloljor förväntas att komp- rimeras ca upp till 2 Z. Används vattenbaserade hydraulvätskor kommer kompressionen av hydraulvätskan att vara betydligt mindre. För att minska effekten av hydraulvätskans kompression bör pumpkamrarna 4 vara små och utformade som tunna spalter med spaltvidder av storleksordningen 1 mm eller mindre. § 466 467 Kolv och kolvstänger tätas med lågfriktionstätningar 28 av högtrycks-\ kvalitet. Kolvens och kolvstängernas friktion minskas genom användning av glidringar 29. Övriga tätningar utgörs av 0-ringar 30.
Alternativt kan i pumpdelen, som visas i figur 4 och 5, kolven 12 anordnas direktinspänd mellan terfenolstavarna med eller utan distansstycke 25.
Kolven saknar kolvstänger, varvid spolarna ej helt kan omsluta stavarna.
Spolar som ej är tillräckligt långa för att omsluta stavarna medför en mindre effektiv magnetisering av stavarnas ytterändar, vilket medför att dessa delar ej utvidgar sig lika effektivt som den övriga staven. Även om den del av staven som ligger framför spolen ej utvidgar sig lika effektivt som övriga delar av staven, utvidgas även denna del något under magnetiseringsförloppet.
I figur 6 visas närmare i detalj hur kolven 12 med kolvstängerna 26 kan vara utformad med lågfriktionstätningar 28, glidringar 29. Där visas även tydligare hur cylinderrummet 17 är utformat i ändarna och hur tillförsel- och bortförselkanalerna 18, 19 är orienterade i förhållande till cylinder- rummet 17.
I figur 7 och 8 visas hur en terfenolstavsdriven pump kan alternativt vara uppbyggd. Två parvist anordnade och växelvist arbetande tefenolstavar 11 är sammanförda i en gemensam kolvlikande del 3, som verkar i ett cylinder- rum 32 i ett cylindriskt hölje 37. I cylinderrummets ändytor 38, 39 är anordnade öppningar 33, 3ü för tillförsel och bortförsel av vätska. Vid växelvis strömmatning av spolarna kommer den ena terfenolstaven att utvidgas och den andra att krympa enligt vad som tidigare sagts, varvid kolven kommer att förflyttas och åstadkommande en pumpfunktion. För att få pumpverkan är backventiler 35, 36 anslutna till öppningarna 33, 34 på båda sidor av pumpen. Eventuellt kan bara ena sidan i pumpen användas, varvid ett pulserande flöde erhålles.
I figur 9 visas en schematisk bild av pumpens elektriska drivsystem. Ett matningsdon 40 förser pumpen med elektrisk kraft, där matningsdonet omformar den tillförda elektriska kraften i önskvärd spänning och ström.
En processor 41 används för styrning av strömförloppen genom spolarna 15 som magnetiserar terfenolstavarna 11. Om pumpen utrustas med strömstyrda ' "4ee 467 l w ventiler kan processorn också utnyttjas till att styra dessa ventiler 42 i takt med terfenolstavarnas rörelser. Transistorbryggor används för driv- ning av terfenolstavarnas spolar. Transistorswitchar används för ventil- drivningen.
I de fall strömmatning inte sker kontinuerligt kan matningsspänningen fås antingen genom transformering och likriktning av växelspänning eller genom DC/DC-omvandling av en likspänning. En ampervarvstäthet på 80 kA/m har ansetts som tillräcklig. För att få en ampervarvstäthet på 80 kA/m i en 15 cm spole med 1 500 varv behövs 8 A. Matningsspänningen måste vara så hög att spolströmmen kan öka från 0 A till 8 A på 2-3 msek.
Terfenolstavarnas magnetostriktion är proportionell mot strömmen genom spolen som omsluter den. För att få en bestämd rörelse måste därför spolströmmen styras. Det görs med hjälp av en processor med kringkom- ponenter. Strömkurvan för en 50 Hz period samplas med t ex 10 kHz och lagras i ett permanentminne, PROM. Processorn hämtar sedan ett nytt börvärde i minnet var lOO:de mikrosekund. Börvärdet jämförs med ärvärdet genom spolen. Det erhålls via en strömtransformator vars utspänning mäts via en A/D-omvandlare. Processorn styr därefter ut en pulsbreddsmodulator som i sin tur styr transitorerna i spolarnas bryggkopplade drivers.
Kraftförsörjningen till pumpen kan placeras i samma utrymme som elektro- niken för kontrollsystemet. Utrymmet kan vara fyllt med luft eller kvävgas under normaltryck. I pumpkonceptet är emellertid tätning mot havsvatten mindre kritiskt än tätningen mot de höga hydraultrycken i pumpkamrarna.
I figur 10 visas då strömmatning inte sker kontinuerligt hur ett elekt- riskt system är anordnat för drivning av terfenolstavarna och ventilerna.
En önskad strömkurva lagras i PROM. Transistorerna Q1-Q14 styrs av en processor 4fl via pulsbreddsmodulatorer på sådant sätt att strömkurvan följs. En valfri strömkurva kan läggas in; enda begränsningen är derivatan som är begränsad uppåt på grund av att matningsspänningen inte är oändlig. Återkoppling fås med hjälp av strömtransformatorer. Under första halv- perioden skall strömmen ökas i ena spolen L1 för ena staven. Q2 är öppen.
Q1 pulsviddsmoduleras med exempelvis 50 kHz till önskad strömderivata. När Ql är öppen flyter strömmen genom Ql och Q2. När Q1 stängs, byter L1 pola- ritet och stömmen flyter istället genom Q2 och Q4 och är nästan konstant.

Claims (6)

li 466 467 __. Genom att Q1 slås av och på med vissa intervall, pulsviddsmoduleras, kan valfri strömökning åstadkommas. Under andra halvperioden skall strömmen minska i ena spolen L1 och öka i andra spolen L2, varvid Q1 stängs och Q2 pulsviddsmoduleras så att strömmen minskar i önskad takt enligt följande. När Q2 är öppen flyter strömmen genom Q2 och Qü och är nästan konstant. När Q2 stryps ökar spänningen över ena spolen L1 och strömmen går genom Q3 och Q4. Spolen går nu i generatormode. För den andra spolen L2 fungerar bryggan på samma sätt som den första men 180 grader ur fas. Med detta arbetssätt kommer den ena bryggan att dra ström samtidigt som den andra kommer att leverera ström, och därmed minskar strömbehovet från matningen. Om processorn även styr ventilerna används data från timer 45 och PROM Ä3. Styrsignaler läggs ut till FET-transistorer via en kombinerad latch och driver 46. FET-transistorerna slår av och på strömmen genom ventilspol- arna. Därmed stängs och öppnas ventilerna. Eftersom ventilerna skall kunna öppnas och stängas relativt fort - switchtider på 1 msek är nödvändiga - kan inte ventiler med normala AC-spolar användas. Därför används DC till ventilerna. PATENTKRAV
1. Pump för vätskor driven av stavar av ett jättemagnetostriktivt mate- rial, k ä n n e t e c k n a d av att de med spolar (15) för alstring av magnetfält omgivna stavarna (11) är parvist anordnade och växelvist arbet- ande mot en i ett cylindriskt utrymme (17, 32) befintlig kolv genom att en första stav (11) är anordnad att ge rörelse åt kolven (12) åt ett håll då magnetisk energi omvandlas till mekanisk energi i form av en formföränd- ring hos denna första stav, samtidigt som en andra stav då är anordnad att dynamiskt förspänna den första staven mot kolven, och att den andra staven är anordnad att ge rörelse hos kolven åt det motsatta hållet då magnetisk energi omvandlas till mekanisk energi i form av en formförändring hos denna andra stav, samtidigt som den första staven då är anordnad att dyna- miskt förspänna den andra staven mot kolven, varvid kolven får en oscil- lerande rörelse.
2. Pump enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det cylindriska utrymmets ändytor har öppningar (18, 19, 33, 3Ä) förbundna med '4ee 467 n ventilstyrda inlopp (13, 20, 35) och ventilstyrda utlopp (14, 21, 36) för frampumpad vätska.
3. Pump enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att stavarna (11) är anordnade att påverka kolven (12) eller dess kolvstång (26) i cylinderrummet över ett mellanstycke. Ä.
4. Pump enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att stavarna (11) vid sina ändar motsatt kolvsidan är anordnade att påverkas av medel för justering av läge och/eller mekanisk spänningsnivå för stavarna.
5. Pump enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att mellan- stycken (25) är anordnade mellan medlen för lägesjustering (24) (11). och stavar
6. Pump enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att stavarna (11) är omslutna av ett mot spolarna skyddande hölje (22) exempelvis av mässing.
SE8704931A 1987-12-10 1987-12-10 Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material SE466467B (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8704931A SE466467B (sv) 1987-12-10 1987-12-10 Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material
NO88885443A NO885443L (no) 1987-12-10 1988-12-07 Vaeskepumpe drevet av et hoeymagnetostriktivt element.
GB8828835A GB2213536B (en) 1987-12-10 1988-12-09 A magnetostrictive liquid pump
BR888806511A BR8806511A (pt) 1987-12-10 1988-12-09 Bomba para liquidos acionada por varetas de um material magnetostritivo gigante
US07/282,271 US4927334A (en) 1987-12-10 1988-12-09 Liquid pump driven by elements of a giant magnetostrictive material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8704931A SE466467B (sv) 1987-12-10 1987-12-10 Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8704931D0 SE8704931D0 (sv) 1987-12-10
SE8704931L SE8704931L (sv) 1989-06-11
SE466467B true SE466467B (sv) 1992-02-17

Family

ID=20370560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8704931A SE466467B (sv) 1987-12-10 1987-12-10 Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4927334A (sv)
BR (1) BR8806511A (sv)
GB (1) GB2213536B (sv)
NO (1) NO885443L (sv)
SE (1) SE466467B (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104612942A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 南昌工程学院 一种基于稀土超磁致伸缩材料的微型流量泵

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02145679U (sv) * 1989-05-16 1990-12-11
SE464932B (sv) * 1989-12-21 1991-07-01 Wabco Holdings Sab Anordning i en kraftaktuator foer omvandling av en oscillerande axiell roerelse
DE4020164A1 (de) * 1990-06-25 1992-01-02 Teves Gmbh Alfred Elektromagnetisch betaetigtes ventil
US5039894A (en) * 1990-10-11 1991-08-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetostrictive linear motor
DE4204435A1 (de) * 1992-02-14 1993-08-19 Daimler Benz Ag Einspritzpumpe
US5396266A (en) * 1993-06-08 1995-03-07 Technical Research Associates, Inc. Kinesthetic feedback apparatus and method
JP2810302B2 (ja) * 1993-10-01 1998-10-15 ティーディーケイ株式会社 小型ポンプ
SE502160C2 (sv) * 1993-12-10 1995-09-04 Mecel Ab Sätt och anordning för dosering av ett fluidum
CA2269585A1 (en) * 1996-09-12 1998-03-19 Etrema Products, Inc. Compact actuator and controller and pumping apparatus for same
US6230799B1 (en) 1998-12-09 2001-05-15 Etrema Products, Inc. Ultrasonic downhole radiator and method for using same
DE20311033U1 (de) * 2003-07-17 2004-11-25 Cooper Cameron Corp., Houston Pumpvorrichtung
JP2002021715A (ja) * 2000-07-10 2002-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体供給装置及び流体供給方法
US6758408B2 (en) 2000-07-21 2004-07-06 Siemens Automotive Corporation Metallurgical and mechanical compensation of the temperature response of terbium-based rare-earth magnetostrictive alloys
US6751954B2 (en) * 2001-11-05 2004-06-22 Keith Bridger Compact hybrid actuator
US6884040B2 (en) * 2001-12-27 2005-04-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi pumping chamber magnetostrictive pump
US20050169786A1 (en) * 2002-07-04 2005-08-04 Nabtesco Corporation Liquid pump
US7210526B2 (en) * 2004-08-17 2007-05-01 Charles Saron Knobloch Solid state pump
US7481918B2 (en) * 2005-04-22 2009-01-27 Siemens Water Technologies Holding Corp. Vibratory mixer
WO2006119261A2 (en) * 2005-05-02 2006-11-09 Knobloch, Charles, Saron Magnetically biased magnetopropant
GB0700114D0 (en) * 2007-01-04 2007-02-14 Qinetiq Ltd Subsea chemical injection system and pumps therefor
US9145885B2 (en) 2011-04-18 2015-09-29 Saudi Arabian Oil Company Electrical submersible pump with reciprocating linear motor
US9273663B2 (en) * 2012-01-23 2016-03-01 Wright's Well Control Services, Llc Subsea power source, methods, and systems
CN103451514B (zh) * 2013-09-25 2015-06-10 河北工业大学 一种Tb-Dy-Ho-Fe超磁致伸缩材料的制备方法
US20160138799A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 Clearsign Combustion Corporation Burner or boiler electrical discharge control

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2578902A (en) * 1947-09-15 1951-12-18 Smith Dale Magnetically operated pump
US2833220A (en) * 1954-10-08 1958-05-06 North American Aviation Inc Double-acting fluid pressure pump
US3134938A (en) * 1962-07-05 1964-05-26 Exxon Research Engineering Co Reciprocating motor control system
GB1470388A (en) * 1973-05-21 1977-04-14 Rca Corp Fluid control or ejection device
SU885635A1 (ru) * 1976-04-05 1981-11-30 За витель ISCSCtWXvl М.Г. Гарипов 13 TfXHiV-FtHS J i Импульсный насос дл перекачивани жидкостей
US4308474A (en) * 1979-11-14 1981-12-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Rare earth-iron magnetostrictive materials and devices using these materials
US4726741A (en) * 1985-07-26 1988-02-23 Gte Valeron Corporation Magnetostrictive pump with hydraulic cylinder
US4795318A (en) * 1985-07-26 1989-01-03 Gte Valeron Corporation Magnetostrictive pump
SE8701138D0 (sv) * 1987-03-19 1987-03-19 Asea Ab Elektriskt styrt fjederelement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104612942A (zh) * 2015-01-19 2015-05-13 南昌工程学院 一种基于稀土超磁致伸缩材料的微型流量泵

Also Published As

Publication number Publication date
GB2213536B (en) 1991-11-27
NO885443L (no) 1989-06-12
GB8828835D0 (en) 1989-01-18
GB2213536A (en) 1989-08-16
NO885443D0 (no) 1988-12-07
BR8806511A (pt) 1989-08-22
SE8704931D0 (sv) 1987-12-10
US4927334A (en) 1990-05-22
SE8704931L (sv) 1989-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE466467B (sv) Vaetskepump driven av element av ett jaettemagnetostriktivt material
US6595280B2 (en) Submersible well pumping system with an improved hydraulically actuated switching mechanism
EP2136085A2 (en) Hydraulic pressure intensifiers
US6012521A (en) Downhole pressure wave generator and method for use thereof
US5833211A (en) Magnetically-powered valve
US8587163B2 (en) Electric motors and related systems for deployment in a downhole well environment
US4762473A (en) Pumping unit drive system
US5196770A (en) Vertically reciprocating constant power drive unit for raising a load step by step
EP1863701A1 (en) Apparatus and method for compensating for subsea pressure on a hydraulic circuit
NO322605B1 (no) Anordning for direkte aktuering av en stang til en sugestangpumpe-sammenstilling samt anordning for pumping av fluid og en fremgangsmate for pumping av et fluid som benytter sugestang-sammenstillingen.
US10323627B2 (en) Pump unit with electric drive
EP0006767A2 (en) Methods and apparatus for use in generating and transmitting acoustic signals
US6886331B2 (en) Magnetohydraulic motor
RU2642199C1 (ru) Скважинный сейсмоисточник
EP2870358B1 (en) Linear piezoelectric compressor
US5828143A (en) Magnetostrictive method and apparatus for propelling an object
EP2659147A1 (en) Device and methods for varying the geometry and volume of fluid circuits
WO2020161237A1 (en) Fluid pump, pump assembly and method of pumping fluid
GB2109478A (en) Method and system utilizing electromagnets and hydraulic (or gas) pressure to amplify electrical energy
Lhermet et al. Electro-fluidic components based on smart materials for aircraft electro-hydraulic actuators
Korobko et al. Electrorheological vibration system
RU2172496C1 (ru) Импульсный электромагнитный привод невзрывного сейсмоисточника
Dumitrescu et al. Experimental Results on an Energy Saving Method Applied to a Hydraulic Driven Lifting System
CA2154912A1 (en) Electromagnetic linear actuator with example apparatus attachable thereto
US6419011B1 (en) Annular shaped interrupted solenoid activator and pump for borehole subsea use (BEI-0002)

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8704931-8

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed