RU2175083C1

RU2175083C1 - Vibration pump

Info

Publication number: RU2175083C1
Application number: RU2000104375/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Усаковский; В.А. Королев; Г.Н. Метлов
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-10-20

Abstract

FIELD: water lifting from wells and other water reservoirs. SUBSTANCE: proposed invention relates to devices for lifting of water by means of vibration pumps supplied by renewable power sources. It can be used in different branches of industry and for domestic purpose. Bevels are made at angle of 45 deg minimum relative to pole axis on inner ends of magnetic circuit poles in vibration pump. Outer ends of armatures are made with bevels of the same angle. Bevels on magnetic circuit pole ends and armature ends are arranged for engagement of armature bevels and magnetic circuit bevels at displacement. Winding is placed on magnetic circuit yoke. Use of invention reduces losses for excitation of vibrations of pump armature and possibility is provided for supply of pump from unidirectional pulse source. EFFECT: increased efficiency and power factor, simplified scheme and cost of pump supply source. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для водоподъема, касается вибрационных насосов с питанием от возобновляемых источников энергии и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, а также в быту для подъема жидкостей из скважин, колодцев и других водоемов. The invention relates to a device for raising water, for vibrating pumps powered by renewable energy sources and can find application in various sectors of the economy, as well as in everyday life for lifting liquids from wells, wells and other bodies of water.

Известны вибрационные насосы с электромагнитным вибровозбудителем, содержащим двухполюсный магнитопровод с обмоткой и отстоящий от него на величину рабочего воздушного зазора якорь, связанный через шток с эластичной подвеской (Усаковский В.М. Водоснабжение в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1989). Known vibration pumps with an electromagnetic vibration exciter containing a bipolar magnetic circuit with a winding and an armature spaced apart from it by the size of the working air gap connected through a rod with an elastic suspension (Usakovsky V.M. Water supply in agriculture. - M .: Agropromizdat, 1989).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является насос, содержащий четырехполюсный сердечник с катушками, два якоря электромагнита, установленные на штоках, и связанные с демпфирующими подвесками и рабочими клапанами всасывающие клапаны. Сердечник и якорь размещены в корпусе (патент РФ 2133885, кл. F 04 F 7/00, 27.07.99, Бюл. N 21). The closest in technical essence to the present invention is a pump containing a four-pole core with coils, two electromagnet anchors mounted on rods, and suction valves connected to damping suspensions and operating valves. The core and the anchor are placed in the housing (RF patent 2133885, CL F 04 F 7/00, 07.27.99, Bull. N 21).

Недостатком данного насоса являются низкие значения КПД и коэффициента мощности насоса из-за большого тока намагничивания электромагнита, обусловленного большой величиной воздушного зазора между якорем и магнитопроводом. Кроме этого, при использовании данного насоса необходимо применять сложные и дорогостоящие преобразователи постоянного тока в переменный, невозможность работы от источника импульсного напряжения из-за появления постоянной составляющей магнитного потока в магнитной цепи насоса. The disadvantage of this pump is the low efficiency and power factor of the pump due to the large magnetization current of the electromagnet, due to the large amount of air gap between the armature and the magnetic circuit. In addition, when using this pump, it is necessary to use complex and expensive DC to AC converters, the inability to work from a pulse voltage source due to the appearance of a constant component of the magnetic flux in the pump magnetic circuit.

Задачей изобретения является увеличение КПД, коэффициента мощности, стоимости оборудования, от которого осуществляется питание насоса. The objective of the invention is to increase the efficiency, power factor, cost of equipment from which the pump is powered.

В результате использования изобретения снижаются потери на возбуждение колебаний якоря насоса, появляется возможность питания насоса от источника однополярных импульсов. В результате чего увеличиваются значения КПД и коэффициента мощности, упрощается схема и стоимость источника питания насоса. As a result of using the invention, losses on the excitation of oscillations of the pump armature are reduced, and it becomes possible to power the pump from a source of unipolar pulses. As a result, the values of efficiency and power factor increase, the circuit and the cost of the pump power source are simplified.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в вибрационном насосе, содержащем корпус с крышкой с отверстиями для всасывания воды, в которых размещены магнитопровод с обмоткой и якорями, связанными через штоки с эластичными подвесками, рабочий и всасывающий клапаны, на внутренних концах полюсов магнитопровода выполнены скосы под углом не менее 45^o к оси полюсов, внешние концы якорей выполнены со скосом под тем же углом, причем скосы на концах полюсов магнитопровода и концах якорей расположены с возможностью при перемещениях вхождения скосов на якоре в скосы на магнитопроводе, а обмотка размещена на ярме магнитопровода.The above result is achieved in that in a vibration pump containing a housing with a cover with holes for suctioning water, in which a magnetic circuit with winding and anchors connected through rods with elastic suspensions, a working and a suction valve are placed, bevels are made at the inner ends of the poles of the magnetic circuit at an angle not less than 45 ^o to the axis of the poles, the outer ends of the anchors are made beveled at the same angle, the chamfers at the ends of the magnetic poles and the ends of the anchors are arranged to occurrence when moving ck Owls anchored in the bevels on the yoke, and the coil is placed on the magnetic yoke.

Кроме того, якорем насоса может являться постоянный магнит. Кроме того, между полюсами магнитопровода на уровне концов полюсов могут быть размещены постоянные магниты с направлением намагниченности, соответствующим намагниченности полюсов магнитопровода. In addition, a permanent magnet can be the pump armature. In addition, between the poles of the magnetic circuit at the level of the ends of the poles can be placed permanent magnets with a direction of magnetization corresponding to the magnetization of the poles of the magnetic circuit.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3. The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен общий вид вибронасоса, на фиг. 2 - элементы сопряжения сердечника и якоря, на фиг. 3 - магнитопровод с постоянным магнитом. In FIG. 1 shows a general view of a vibrating pump; FIG. 2 - interface elements of the core and the armature, in FIG. 3 - magnetic core with a permanent magnet.

Насос содержит четырехполюсный магнитопровод 1 с обмоткой 2, установленный в корпусе 3 насоса. С помощью эластичных подвесок 4, закрепленных между корпусом 3 и крышками 5, и штоков 6 на расстоянии воздушного зазора 7 размещены якоря 8. Якоря 8 через штоки 6 связаны с демпфирующими подвесками 9 и рабочими клапанами 10. В крышках 5 установлены всасывающие клапаны 11, размещены отверстия 12 для всасывания воды и отверстие 13 для выброса воды. Обмотка 2 размещена на ярме 14 магнитопровода. На полюсах 15 магнитопровода 1 выполнены скосы 16 под углом не менее 45^o. На якоре 8 выполнены скосы 17 под тем же углом. Для повышения энергетических характеристик насоса между полюсами 15 магнитопровода 1 устанавливаются перемычки 19 из постоянного магнита.The pump contains a four-pole magnetic circuit 1 with a winding 2, mounted in the housing 3 of the pump. Using elastic suspensions 4, fixed between the body 3 and the covers 5, and the rods 6 at the distance of the air gap 7, the anchors 8 are placed. The anchors 8 are connected through the rods 6 to the damping suspensions 9 and the operating valves 10. The suction valves 11 are installed in the covers 5, placed openings 12 for suctioning water and an opening 13 for discharging water. The winding 2 is placed on the yoke 14 of the magnetic circuit. At the poles 15 of the magnetic circuit 1, bevels 16 are made at an angle of at least 45 ^o . Anchored 8 made bevels 17 at the same angle. To improve the energy characteristics of the pump between the poles 15 of the magnetic circuit 1 are installed jumpers 19 of a permanent magnet.

Вибрационный насос работает следующим образом. The vibration pump operates as follows.

Под действием однополярных импульсов постоянного тока за счет перераспределения потоков электромагнита и постоянного магнита создается электромагнитное усилие, возбуждающее колебания якорей. Противодействующие усилия упругой 4 и демпфирующей 9 подвесок якоря 8 обуславливают возвратно-поступательные движения и изменяют объемы гидравлических камер 18, образованных всасывающими 11 и рабочими 10 клапанами и демпфирующими подвесками 9 совместно с частями корпуса 3. В результате чего вытесненная вода с ускорением проходит в полостях корпусов 4 и далее выбрасывается наружу через отверстие 13. Under the influence of unipolar DC pulses, due to the redistribution of the fluxes of the electromagnet and the permanent magnet, an electromagnetic force is created that excites the oscillations of the anchors. The counteracting forces of the elastic 4 and damping 9 suspensions of the armature 8 cause reciprocating movements and change the volumes of the hydraulic chambers 18 formed by the suction 11 and working 10 valves and damping suspensions 9 together with parts of the casing 3. As a result, the displaced water accelerates through the cavities of the casing 4 and then thrown out through the hole 13.

Длина хода якорей 8 равна длине воздушного зазора (δ) 7. Поскольку магнитные силовые линии пересекают воздушный зазор 7 под углом 90^o к скосам 16, 17, длина пути силовых линий (δcosα) меньше длины воздушного зазора 7. Соответственно снижаются магнитные потери в воздушном зазоре.The stroke length of the anchors 8 is equal to the length of the air gap (δ) 7. Since magnetic field lines cross the air gap 7 at an angle of 90 ^° to the bevels 16, 17, the path length of the power lines (δcosα) is less than the length of the air gap 7. Accordingly, the magnetic losses in the air the gap.

Подобная конструкция магнитопровода насоса с постоянными магнитами может использоваться также и в насосах с двухполюсным магнитопроводом. A similar design of the permanent magnet pump magnetic circuit can also be used in bipolar magnetic circuit pumps.

Claims

1. A vibration pump, comprising a housing with a cover with holes for suctioning water, in which a magnetic circuit with a winding and anchors connected through rods with elastic suspensions, a working and suction valves, characterized in that the bevels are made at the inner ends of the poles of the magnetic circuit are not angled less than 45 ^o to the axis of the poles, the outer ends of the anchors are made beveled at the same angle, the chamfers at the ends of the magnetic poles and the ends of the anchors are arranged to occurrence when moving bevel anchored in bevels for m gnitoprovode and winding placed on the magnetic yoke.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the pump anchor is a permanent magnet.

3. The pump according to claim 1, characterized in that between the poles of the magnetic circuit at the level of the ends of the poles are placed permanent magnets with a direction of magnetization corresponding to the magnetization of the poles of the magnetic circuit.