Насос вібраційний

Насос вібраційний, який містить корпус з кришками, електромагнітний привід, що містить у собі котушки соленоїдів, установлені на торцевих стінках корпуса, поршень, встановлений у корпусі з можливістю зворотно-поступального переміщення між котушками соленоїдів і з утворенням двох робочих камер, стакани, зв'язані з поршнем і розміщені з обох його сторін з можливістю взаємодії з котушками соленоїдів, усмоктувальні і нагнітальні клапани, встановлені в робочих камерах, і датчики положення поршня, який відрізняється тим, що він оснащений центруючою вставкою з немагнітного матеріалу у вигляді двох зрізаних конусів, установлених з обох сторін поршня, бронзовими півсферами, розміщеними на ЗОВНІШНІЙ поверхні згаданих зрізаних конусів з боку їхнього більшого діаметра, гідрофобними на кладками, установленими на внутрішній поверхні корпуса і контактуючими з бронзовими півсферами, постійними магнітами, розташованими з можливістю взаємодії зі згаданими датчиками, підсилювачем збудження коливань, з'єднаним з виходами датчиків, вихід якого з'єднаний з котушками соленоїдів електромагнітного приводу, джерелом живлення, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача збудження коливань, пружними сильфонами, виконаними у вигляді зрізаних конусів, установлених симетрично в корпусі щодо поршня, сторони яких по великому діаметру закріплені на торцевих стінках корпуса, а по меншому діаметру - на поршні, і пружинами, розташованими по осі поршня, при цьому зрізані конуси центруючої вставки жорстко закріплені один до одного з боку меншого діаметра конусів, ПОСТІЙНІ магніти жорстко закріплені на центруючій вставці, датчики положення поршня виконані у вигляді індукційних датчиків ланцюга зворотного зв'язку і закріплені на внутрішній поверхні стінки корпуса поза робочими камерами, ПОСТІЙНІ магніти виконані розташованими симетрично між датчиками ланцюга зворотного зв'язку, а пружини виконані такими, що впираються своїми торцевими частинами, ВІДПОВІДНО, у поршень і корпус котушки соленоїда електромагнітного приводу ю ю СО О ю Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема, до вібраційних насосів, і дозволяє підвищити ефективність роботи пристрою, з яким зв'язаний насос, за рахунок використання енергетичне найвипдніших режимів роботи згаданого насоса Відомий насос вібраційний, що містить корпус, електромагнітний привод, розміщені в корпусі основну і малу додаткові камери з усмоктувальним і зворотним клапанами, з'єднаними з напірним каналом і розміщеними у кожній з камер, еластичний робочий орган зі штоком, що з'єднані з електромагнітним приводом /1/ Недоліком відомого насоса вібраційного є його малий ККД через те, що згаданий насос вібрацій ний не працює на енергетичне найвипдніших режимах, оскільки у ньому збуджуються коливання робочого органа з заданими параметрами коливань, що не залежать від в'язкості рідини, яка перекачується в робочі порожнини машини, з якою з'єднаний насос Найбільш близьким технічним рішенням, обраним за прототип, є насос вібраційний, який містить корпус з кришками, електромагнітний привод, що містить у собі котушки соленоїдів, установлені на торцевих стінках корпуса, поршень, встановлений у корпусі з можливістю зворотнопоступального переміщення між котушками соленоїдів і з утворенням двох робочих камер, стакани, зв'язані з поршнем і розміщені з обох його сторін з 50355 можливістю взаємодії з котушками соленоїдів, усмоктувальні і нагнітальні клапани, встановлені в робочих камерах, і датчики положення поршня 121 Недоліками насоса вібраційного, що обраний за прототип, є те, що він має малий ККД через-те, що згаданий насос лвібраційний не працює на енергетично найвипдніших режимах, оскільки у ньому збуджуються коливання робочого органа із заданими параметрами коливань, що не залежать від характеристик в'язкості рідини, яка перекачується насосом в робочі порожнини машини, з якою з'єднаний насос В основу винаходу поставлена задача шляхом використання енергетично найвипдніших режимів роботи насоса забезпечити збільшення його ККД Суть винаходу у насоса вібраційного, який містить корпус з кришками, електромагнітний привод, що містить у собі котушки соленоїдів, установлені на торцевих стінках корпуса, поршень, установлений у корпусі з можливістю зворотнопоступального переміщення між котушками соленоїдів і з утворенням двох робочих камер, стакани, зв'язані з поршнем і розміщені з обох його сторін з можливістю взаємодії з котушками соленоїдів, усмоктувальні і нагнітальні клапани, встановлені в робочих камерах, і датчики положення поршня, досягається тим, що він оснащений центруючою вставкою з немагнітного матеріалу у вигляді двох зрізаних конусів, установлених з обох сторін поршня, бронзовими півсферами, розміщеними на ЗОВНІШНІЙ поверхні згаданих зрізаних конусів з боку їхнього більшого діаметра, гідрофобними накладками, установленими на внутрішній поверхні корпуса і контактуючими з бронзовими півсферами, постійними магнітами, розташованими з можливістю взаємодії зі згаданими датчиками, підсилювачем збудження коливань, з'єднаним з виходами датчиків, вихід якого з'єднаний з котушками соленоїдів електромагнітного привода, джерелом живлення, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача збудження коливань, пружними сильфонами, виконаними у вигляді зрізаних конусів, установлених симетрично в корпусі щодо поршня, сторони яких по великому діаметру закріплені на торцевих стінках корпуса, а по меншому діаметру на поршні, і пружинами, розташованими по осі поршня, при цьому зрізані конуси центруючої вставки жорстко закріплені один до одного з боку меншого діаметра конусів, ПОСТІЙНІ магніти жорстко закріплені на центруючій вставці, датчики положення поршня виконані у вигляді індукційних датчиків ланцюга зворотного зв'язку і закріплені на внутрішній поверхні стінки корпуса поза робочими камерами, ПОСТІЙНІ магніти виконані розташованими симетрично між датчиками ланцюга зворотного зв'язку, а пружини виконані такими, що впираються своїми торцевими частинами, ВІДПОВІДНО, у поршень і корпус котушки соленоїда електромагнітного привода Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом доводить, що насос вібраційний, що заявляється, відрізняється тим, що він оснащений центруючою вставкою з немагнітного матеріалу у вигляді двох зрізаних конусів, установлених з обох сторін поршня, бронзовими півсферами, розміщеними на ЗОВНІШНІЙ поверхні згаданих зрізаних ко нусів з боку їхнього більшого діаметра, гідрофобними накладками, установленими на внутрішній поверхні корпуса і контактуючими з бронзовими півсферами, постійними магнітами, розташованими з можливістю взаємодії зі згаданими датчиками, підсилювачем збудження коливань, з'єднаним з виходами датчиків, вихід якого з'єднаний з котушками соленоїдів електромагнітного привода, джерелом живлення, вихід якого з'єднаний з входом підсилювача збудження коливань, пружними сильфонами, виконаними у вигляді зрізаних конусів, установлених симетрично в корпусі щодо поршня, сторони яких по великому діаметру закріплені на торцевих стінках корпуса, а по меншому діаметру-на поршні, і пружинами, розташованими по осі поршня, при цьому зрізані конуси центруючої вставки жорстко закріплені один до одного з боку меншого діаметра конусів, ПОСТІЙНІ магніти жорстко закріплені на центруючій вставці, датчики положення поршня виконані у вигляді індукційних датчиків ланцюга зворотного зв'язку і закріплені на внутрішній поверхні стінки корпуса поза робочими камерами, ПОСТІЙНІ магніти виконані розташованими симетрично між датчиками ланцюга зворотного зв'язку, а пружини виконані такими, що впираються своїми торцевими частинами, ВІДПОВІДНО, у поршень і корпус котушки соленоїда електромагнітного привода Таким чином насос вібраційний, що заявляється, відповідає критерію винаходу "новизна" Суть винаходу пояснюється за допомогою креслень, де на фіг 1 представлена конструктивно-компонувальна схема насоса вібраційного, що пояснює його роботу, на фіг 2 представлена блоксхема насоса вібраційного, на фіг 3 показаний ЗОВНІШНІЙ вигляд частини поршня, на фіг 4 показаний ЗОВНІШНІЙ вигляд центруючої вставки із закріпленими на ній півсферами, на фіг 5 показаний ЗОВНІШНІЙ вигляд пружного сильфона, який конструктивно виконаний у вигляді зрізаного конуса з гофрованими стінками Насос вібраційний містить корпус 1, виконаний циліндричним із двох симетричних половинок, з'єднаних між собою по фланцях, і оснащений кришками 2, установленими на торцевих стінках корпуса 1, при цьому на кришках 2 виконані попарно усмоктувальний 3 і нагнітальний 4 клапани Клапани 3 і 4 виконані сполученими з робочими камерами і містять робочі елементи 5 з пружиною 6 Всередині корпуса 1 по його осі симетрії встановлений електромагнітний привод, виконаний у вигляді котушок 7 соленоїдів, кожний з яких містить обмотку збудження 8 і сердечник 9 Поршень 10 виконаний у вигляді диска із феромагнітного матеріалу і з'єднаного з вищезазначеним диском стакана, який входить у кільцевий зазор між обмотками збудження 8 котушок 7 соленоїдів і сердечників 9 Котушки 7 соленоїдів (виконуючи функції електровібраторів) забезпечують поршню 10, який є, в свою чергу, рухомим феромагнітним якорем для коливальної системи насоса, зворотнопоступальні переміщення між котушками 7 соленоїдів відносно їх подовжньої осі Між поршнем 10 і торцевими стінками котушок 7 соленоїдів встановлені пружини 11, які впираються одним кінцем в плоску поверхню поршня 10, а другим кінцем в 5 торець котушок 7, забезпечуючи поршню 10 рівноважне положення статичному стані Поршень 10 закріплений вісесиметрично на центруючій вставці 12, яка виконана з немагнітного матеріалу Центруюча вставка 12 виконана у вигляді двох зрізаних конусів, при цьому зазначені конуси центруючої вставки 12 встановлені симетрично з обох боків поршня 10 і оснащені опорними елементами 13 у вигляді півсфер (для забезпечення точечного контакту) Опорні елементи 13 виконані з бронзи та з полірованою поверхнею При цьому КІЛЬКІСТЬ п опорних елементів 13 повинна бути не менше трьох (п > 3) Опорні елементи 13 опираються і контактують з накладками 14, виконаними із гідрофобного матеріалу, наприклад, з фторопласту (як матеріалу, який має мінімальний коефіцієнт тертя) для зменшення коефіцієнта тертя між поверхнею накладки 14 і контактуючими з нею опорними елементами 13 Гідрофобні накладки 14 закріплені на внутрішній поверхні корпуса 1 В районі меншого діаметра зрізаного конуса центруючої вставки 12, приєднаної до поршня 10, передбачені, як варіант конструктивного виконання, виступи, які знаходяться поза камерами, утвореними зовнішньою поверхнею конусів центруючих вставок 12 На зазначених виступах закріплені ПОСТІЙНІ магніти 15, що взаємодіють з датчиками 16, закріпленими на внутрішній СТІНЦІ корпуса 1 При цьому датчики 16 виконують функції датчиків ланцюга зворотного зв'язку Конструктивно зазначені датчики 16 встановлюються в магнітному полі (N/S) постійних магнітів 15 симетрично і на однакових відстанях від них Всередині корпуса 1 симетрично відносно поршня 10 встановлені пружні сильфони 17, які конструктивно виконані у вигляді зрізаних конусів з гофрованими стінками Сторони зазначених пружних сильфонів 17 за великим діаметром закріплені на торцевих стінках корпуса 1 і жорстко зафіксовані до них кришкою 2 За меншим діаметром пружні сильфони 17 закріплені на поршні 10, утворюючи своїми гофрованими стінками робочі камери перемінного об'єму Конструктивно корпус 1 може бути виконаний з двох симетричних частин, при цьому зазначені частини корпусу 1 з'єднуються між собою, а кришка 2 з корпусом 1 за допомогою стяжних елементів 18 Для забезпечення роботи насоса на резонансних режимах коливань передбачений ланцюг зворотного зв'язку, в якому обмотки збудження 8 котушок 7 соленоїдів електромагнітного привода з'єднані з виходами підсилювача збудження 19 Виходи підсилювача збудження 19 виконано з'єднаними з виходами індукційних датчиків 16 і джерела живлення 20 Насос вібраційний працює таким чином Попередньо на підсилювач збудження 19 подається живлення з джерела живлення 20 Водночас з подачею живлення, в одному з індукційних датчиків 16 виробляється сигнал у вигляді електрорушійної сили індукції (є р с ) Це відбувається тому, що індукційні датчики 16 знаходяться у магнітному полі (N/S) постійного магніту 15 Виробле 50355 50355 леноіда (нижній електровібратор) електромагнітного привода Процес коливань другого півперюду аналогічний вищевикладеному При цьому відкривається нижній усмоктувальний клапан 3 і верхній нагнітальний клапан 4 У нижню пдропорожнину рідина усмоктується, а з верхньої гідропорожнини - виштовхується через ВІДПОВІДНИЙ нагнітальний клапан 4 (розміщений на нижній кришці 2) в магістраль нагнітання виконавчого механізму На цьому етапі роботи насоса перекриваються за допомогою пружини 6 верхній усмоктувальний клапан 3 і нижній нагнітальний клапан 4 Таким чином, виникають незатухаючі механічні коливання динамічної системи "приєднана маса рідини - пружні елементи", з частотою власних коливань, яка визначається параметрами цієї системи Жорсткість динамічної системи визначається параметрами пружних елементів 11 (див фіг1) Вибрана пара тертя "фторопласт - бронза" та контактування точки бронзового сферичного опорного елемента 13 з поверхнею фторо пластово і накладки 14 забезпечують системі мінімальний коефіцієнт тертя Пружний сильфон 17 (див фіг 5) обумовлює габарити гідропорожнини перемінного об'єму і виконується з пластичного матеріалу, здатного витримати довго 8 тривалі знакозмінні навантаження з великою частотою Підвищення ефективності використання насоса вібраційного, в порівнянні з прототипом, досягається шляхом використання динамічної системи "приєднана маса рідини - пружні елементи" з частотою власних коливань, яка визначається параметрами цієї системи Використання динамічної системи та контуру, який самозбуджується з частотою власних коливань, забезпеченого ланцюгом позитивного зворотного зв'язку для підтримання коливань динамічної системи незатухаючими з резонансною частотою коливань, призводить до того, що зазначений насос вібраційний працює на енергетичне найвипдніших режимах стосовно витрат енергії і збудження коливань максимальної амплітуди Цим досягається ефективність використання насоса вібраційного Конструкція насоса вібраційного забезпечує його використання та ефективну роботу в будь-якому положенні ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 А с СРСР № 1310530, кл F 04 F 7/00,1985, - аналог 2 А с СРСР № 1610067, кл F 04 В 17/04,1989, - прототип ФІГ. 1 10 50355 "Лі — 1 8 L % 16 15 J т 10 20 11 і Фіг. З U —я | 0 3 4 ФІГ. 2 Фіг. 4