Пристрій для утворення струменя перистальтичного типу

Реферат: Насос перистальтичного типу для переміщення текучої речовини за допомогою обертання внутрішнього каналу еластичної насосної трубки, причому внутрішній канал закручений по гвинтовій лінії, а його обертання здійснюється за допомогою сил електромагнітної взаємодії між провідниками, вмонтованими в стінки насосної трубки, а електричне живлення подається на згадані провідники за спеціальною схемою, яка забезпечує потрібну зміну фаз. Галуззю застосування є всі галузі, де є необхідність у переміщенні (транспортуванні, подачі, відбору) текучої речовини в рідкому, газоподібному, сипучому стані або їх сумішей. При реалізації винаходу може бути досягнутий технічний результат - більша агрегатна потужність, менші витрати енергії, підвищення надійності пристрою. UA 100925 C2 (12) UA 100925 C2 UA 100925 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій перистальтичного типу для утворення струменя призначений для напірного переміщення (всмоктування та нагнітання) текучої речовини в рідкому, газоподібному, сипучому стані чи їх сумішей - особливо у випадках: обмеження вільного об'єму, припустимого рівня шуму, підвищених вимог до надійності, до герметичності, а також при необхідності транспортування речовин з підвищеними абразивними властивостями. Винахід може бути застосований, як насос, у машинобудуванні, на транспорті, а також у промисловості, комунальному господарстві, сільському господарстві, водопостачанні та видобутку корисних копалин, медицині і т.п. Окрім того, винахід може бути застосований у суднобудуванні, як судновий рушій. Близьким за технічною суттю до запропонованого винаходу є спосіб та пристрій - насос перистальтичного типу (Фіг. 1), в якому транспортування речовини здійснюється коливальним хвилеподібними рухами насосної трубки шляхом її деформації ковзаючими по ній виступами та заглибленнями ротора, що обертається, розташованого ззовні насосної трубки. [1]. Але суттєвим недоліком даного пристрою є тертя жорсткого ротора з еластичним матеріалом насосної трубки, що веде до прискореного зношування матеріалу трубки - особливо при наявності в транспортованій речовині абразивних часток - а також до шкідливих витрат енергії на тертя. Реалізація згаданого пристрою вимагає зовнішнього джерела механічної енергії, який буде надавати ротору обертального руху – тобто двигуна. Зовнішнє розташування ротора збільшує габаритні розміри пристрою, що є суттєвим, наприклад, при застосуванні його в свердловинах чи трубах з обмеженим внутрішнім перерізом. При необхідності збільшення агрегатної потужності пристрою неминуче зростають й рівні механічних напружень в його деталях, що, в свою чергу, викличе зменшення ресурсу, потребу в застосуванні більш масивних деталей з матеріалу з вищими механічними характеристиками. Схема насоса наведена на Фіг. 1. Найближчим аналогом є пристрій для утворення струменя (Фіг. 2), переважно судновий рушій, що містить гнучку кільцеву мембрану, яка обмежує герметичний об'єм, заповнений феромагнітною рідиною, з коаксіально розташованими, з кроком уздовж осі рушія, електричними обмотками, утвореними з пружних провідників, завитих до спіралі таким чином, що при поданні на них електричного живлення, сили електромагнітної взаємодії викликають притягання чи відштовхування між собою витків спіралі і, відповідно, хвилеподібні рухи мембрани [2]. В даному пристрої робочим органом також є мембрана з еластичного матеріалу, до стінок якої вмонтовані електричні обмотки. А робочим рухом при перенесенні енергії також є поперечна хвиля, утворена в мембрані за допомогою сил електромагнітної взаємодії між електричними обмотками. Але, згідно з описом винаходу, хвильовий рух утворюється шляхом зміни периметра поперечного перерізу каналу мембрани - при незмінній формі перерізу. Тобто, стінки мембрани зазнають періодичного розтягання. Очевидно, що ефективність згаданого пристрою, окрім інших складових, прямо залежить від різниці між площами поперечних перерізів каналу мембрани на гребені та підошві хвилі. Тобто, ефективна робота пристрою вимагатиме значних періодичних розтягуючих деформацій стінок мембрани. Це, з одного боку, призведе до значних паразитних витрат енергії. А з іншого боку - до швидкого зношування матеріалу мембрани. Окрім того, застосована у згаданому пристрої феромагнітна рідина є паразитною масою, надання якій коливального руху - спільно зі стінками мембрани вимагатиме додаткових витрат енергії. Окрім того, коливальні рухи феромагнітної рідини є додатковим джерелом шуму, що є шкідливим, наприклад, при військовому застосуванні винаходу. Розташування феромагнітної речовини вимагає додаткового об'єму, що збільшує габаритні розміри пристрою і є суттєвим при обмеженнях об'єму - наприклад, у підводному судноплаванні. Схема пристрою наведена на Фіг. 2. У запропонованому пристрої можна досягти більшої агрегатної потужності, менших витрат енергії та меншого зношування пристрою. Також можна знизити вартість пристрою та підвищити його технічну надійність в силу того, що запропонований пристрій потребує для роботи тільки джерело живлення, не вимагаючи додаткового джерела механічної енергії, тобто електродвигуна. Зменшення втрати енергії та зношування пристрою досягається також завдяки тому, що при роботі запропонованого пристрою відсутні пари тертя - окрім тертя транспортованої речовини по стінках насосної трубки. Підвищення економічності та зниження рівня шуму, в порівнянні з прототипом, досягається завдяки відсутності в запропонованому пристрої паразитарних мас феромагнітної рідини чи будь якої іншої речовини. Поперечні габаритні розміри запропонованого пристрою, фактично, визначаються сумою площі поперечного перерізу насосної трубки і товщиною її стінок - а отже є мінімально можливими. Описаний технічний результат досягається за рахунок того, що запропонований пристрій для утворення струменя перистальтичного типу складається з робочого органа, еластичної 1 UA 100925 C2 5 10 15 20 25 30 насосної трубки, в стінках якої розташовані електричні провідники, з джерела живлення та з регулятора живлення. Електричні провідники укладені по гвинтовій лінії уздовж осі насосної трубки, не менше, ніж у два шари по товщині стінки насосної трубки, причому провідники в сусідніх шарах попарно паралельні між собою. В кожному шарі провідники розділені не менше, ніж на дві групи, й електроживлення подається на кожну групу провідників в кожному шарі по одній з двох схем підключення. За першою схемою підключення усі провідники групи мають однакову полярність. За другою схемою підключення, чергуються, через один або кілька, провідники з протилежною полярністю. При цьому схеми підключення груп в одному шарі та між шарами чергуються в шаховому порядку. Пристрій працює в такий спосіб. В групі з однаковою полярністю провідники взаємно притягуються – и тим самим стискають шар еластичної насосної трубки, де вони встановлені. В групі з протилежною полярністю провідники взаємно відштовхуються – і тим самим розтягають шар еластичної трубки, де вони встановлені. Оскільки в стінках еластичної трубки провідники підключені, пошарово, з однаковою чи з протилежною полярністю, ділянка перерізу еластичної трубки згортається в напрямку стиснутого шару – тобто, шару з однаковою полярністю. Форма перерізу внутрішнього каналу насосної трубки виявляється деформованою відносно первісного положення. Оскільки електропровідники укладено по гвинтовій лінії, внутрішній канал насосної трубки виявляється закрученим по гвинтовій лінії. В кожний наступний момент часу регулятор живлення перемикає полярність одного або декількох крайніх провідників в кожній групі на протилежну, так що кожна група, в будь-якому поперечному перерізі насосної трубки, обертається по цьому перерізу. При цьому, обертається тільки геометрична фігура перерізу, а сам матеріал насосної трубки зазнає тільки радіальних переміщень, без обертання. В результаті, внутрішня порожнина насосної трубки, закручена по гвинтовій лінії, приводиться в обертальний рух, прихоплюючи за собою транспортовану речовину. Приклад конструктивного виконання запропонованого пристрою подано на Фіг. 3, на якому показані еластична насосна трубка 1, електропровідники 2, регулятор живлення 3, джерело живлення 4. Література 1. Надиров Н.К., Сатов М.С. Свидетельство об изобретении СССР SU 1224459A, (группа F04D35/00), описание изобретения. 2. Ю.И. Нечаев, С.П. Короткий. Свидетельство об изобретении СССР SU 1393713A1 (группа В63Н1/36), описание изобретения. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 Пристрій перистальтичного типу для утворення струменя, наприклад насос з хвильовим рухом робочого органа, а також судновий рушій, який відрізняється тим, що складається з робочого органа, еластичної насосної трубки, в стінках якої по гвинтовій лінії укладені електричні провідники, в два або більше шарів, з блока керування живленням, джерела живлення та опор для сприйняття реактивних зусиль, причому, згідно зі схемою живлення, електропровідники по перерізу трубки розділені на сектори (умовно парні та непарні), причому в кожному парному секторі через провідники внутрішнього шару(ів) пропускається однонаправлений електрострум, а в провідниках зовнішнього шару(ів) чергується електрострум протилежних напрямків, тоді як у кожному непарному секторі електрострум протилежних напрямків чергується у провідниках внутрішнього шару(ів), а через провідники зовнішнього шару(ів) пропускається однонаправлений електрострум, і за рахунок сил електромагнітної взаємодії шари електропровідників з однонаправленим струмом стискаються, в силу взаємного притягання провідників, а шари зі струмом, що чергується у протилежних напрямках, розтягуються завдяки їх взаємному відштовхуванню, так що в результаті кожний парний сектор поперечного перерізу деформується в бік збільшення кривизни, а кожний непарний - в бік зменшення, завдяки чому при поданні електроживлення еластична трубка деформується гвинтоподібно і на кожному наступному робочому такті блок керування живленням перемикає полярність струму в провідниках на межах секторів таким чином, що сектори обертаються на одну або кілька позицій електропровідників у потрібному напрямку, внаслідок чого кожен поперечний переріз трубки приходить в обертальний рух, і викликана цим подовжня (осьова) складова зусилля, діючи на транспортовану речовину, проштовхує її в потрібному напрямку. 2 UA 100925 C2 3 UA 100925 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4