ГЛУБИННЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС
BOREHOLE VIBRATION PUMP

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в быту и производстве для подъема жидкостей из глубоких скважин, колодцев и других источников.
Известен вибрационный насос, в корпусе которого соосно со штоком привода установлено эластичное кольцо с конической внутренней поверхностью, взаимодействующее с жестким конусообразным кольцом, закрепленным на штоке выше эластичного плавника, и образующее с ним вторую ступень насоса (СССР А.С. №241225, МПК F04B 43/04).
Указанный насос, имея определенные преимущества перед другими аналогами в плане повышения напора, все же не лишен некоторых недостатков. В указанном насосе представленный набор деталей усложняет конструкцию насоса и увеличивает приведенную массу якоря, что приводит к увеличению потребления электроэнергии.
Известна конструкция насоса с двухтактным электромагнитным двигателем (В.М.Усаковский «Инерционные насосы», стр.113-123, 132-138. Москва, Машиностроение, 1973 г.). Указанный насос при увеличенной производительности неуравновешен от вибрационных нагрузок.
Известен Патент России №2278993, МПК F04B 43/04. Мембранный насос по этому патенту, содержащий рабочую камеру с клапанами, образованную двумя эластичными мембранами, с двух сторон которой установлены электромагниты, усилия якорей которых направлены в разные стороны. Указанный насос не предназначен для работы в скважинах и дорог для эксплуатации в быту.
Задачей изобретения является повышение производительности и напора насоса при минимальных затратах электроэнергии.
Поставленная задача решается посредством того, что вибрационный глубинный насос, содержащий электромагниты, усилия якорей которых направлены в разные стороны, рабочую камеру и клапаны, насос снабжен резинометаллическими амортизаторами и выполнен в виде двух ступеней, рабочая камера первой ступени насоса образована двумя резинометаллическими амортизаторами, жестко соединенными с якорями электромагнитов, и установленным между ними стаканом, в котором размещены всасывающий и нагнетательный клапаны, вторая ступень насоса имеет аналогичную конструкцию, но усилие, создаваемое жесткостью резинометаллических амортизаторов, превышает усилие таких же амортизаторов на первой ступени на величину усилия, создаваемого давлением жидкости, полученным на первой ступени, при этом нагнетающая полость первой ступени соединена с всасывающей полостью второй ступени, а электропитание насоса осуществлено от полупериодного выпрямителя переменного тока, где от одной полуволны запитаны электромагниты первой ступени, а от второй полуволны запитаны электромагниты второй ступени.
Изменение производительности насоса регулируют переменным сопротивлением.
Техническим результатом изобретения является увеличение напора и высокая производительность при минимальных затратах электроэнергии.
На фиг.1 представлен описываемый насос в продольном разрезе, а на фиг.2 повернутый на угол 90.
В корпусе 1 установлены две ступени насоса. Каждая ступень насоса состоит из двух электромагнитов, содержащих ярмо 2 и катушки 3, которые создают электромагнитные усилия, направленные в разные стороны. Якоря электромагнитов 4 закреплены на резинометаллических амортизаторах 5 через шайбу 10, которой выставляется зазор h между якорем и ярмом электромагнита. Стакан 6 и резинометаллические амортизаторы 5 образуют рабочую камеру 7. Электромагниты и стакан 6 соединены между собой шпильками 8 посредством планок 9. В стакане 6 размещены всасывающий 11 и нагнетающий 12 клапаны. Первая и вторая ступени насоса установлены и сцентрированы в корпусе 1 через вставки 13 и 14. Нагнетающая полость первой ступени насоса соединена с всасывающей полостью второй ступени посредством трубопровода 15. Ступени насоса фиксируются в корпусе крышкой 16, через которую выведен нагнетающий патрубок 17 и в которой выполнено отверстие 18 для забора жидкости к всасывающему клапану первой ступени насоса. Насос подвешивается на тросе за отверстие 19 в крышке, а электропитание к катушкам подается по кабелю 20.
Работа насоса осуществляется следующим образом.
При подаче на электромагниты тока от полупериодного выпрямителя якоря электромагнитов втягиваются и через всасывающий клапан происходит заполнение рабочей камеры перекачиваемой жидкостью. При отсутствии тока за счет жесткости резинометаллического амортизатора происходит выдавливание жидкости через нагнетательный клапан, а всасывающий клапан закрыт.Так как нагнетательный клапан первой ступени насоса соединен трубопроводом с всасывающим клапаном второй ступени насоса, то давление жидкости, полученное на первой ступени, является входящим для второй ступени. На электромагниты второй ступени насоса подается вторая полуволна выпрямленного тока, и процесс повторяется как в первой ступени. Через нагнетательный клапан и нагнетательный патрубок второй ступени насоса жидкость с суммарным давлением заполняет напорный трубопровод. Полупериодный выпрямитель позволяет снизить частоту колебаний амортизатора насоса до 3000 колебаний в минуту, что улучшает синхронизацию между первой и второй ступенями насоса и позволяет регулировать производительность за счет изменения амплитуды колебаний.
3
Представленный глубинный насос, изготовленный из стандартных деталей, уже освоенных производством на базе электромагнитов от насоса НЭБ, может при напоре до 100 м вод. ст. иметь регулируемую производительность до 2 м/ч и при этом потребление электроэнергии не превысит 0,5 кВт.