НАСОС, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО ГОРЮЧЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ОБОГРЕВАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PUMP, IN PARTICULAR, FOR SUPPLY OF LIQUID COMBUSTIBLE MATERIAL FOR VEHICLE HEATER

Настоящее изобретение относится к насосу, который в особо предпочтительном варианте может быть использован для подачи жидкого горючего материала в работающих на горючих материалах обогревателях транспортных средств из резервуара с горючим материалом к камере сгорания. Такие насосы имеют, как правило, камеру насоса, в которую и из которой в режиме подачи переменным образом горючий материал подается и снова выводится. При этом для создания требуемого разряжения для приема жидкого горючего материала, а также для вывода горючего материала из камеры насоса поршень может перемещаться вверх и вниз, так что при каждом подъеме поршня подается определенный объем жидкости и, таким образом, подаваемая жидкость может передаваться в соответствующем точно дозированном количестве.
Задачей предложенного на рассмотрение изобретения является насос, в частности, для подачи жидкого горючего материала для обогревателя транспортного средства, при использовании которого при конструктивно простом осуществлении и высокой надежности работы возможна подача и небольших объемов жидкости с высокой точностью дозировки.
В соответствии с изобретением эта задача решается посредством насоса, в частности, для подачи жидкого горючего материала для обогревателя транспортного средства, включающего в себя образующий камеру насоса корпус насоса, причем корпус насоса, по меньшей мере, частично осуществлен с использованием магнитного материала с эффектом памяти формы, включающего в себя далее устройство для генерирования магнитного поля, причем магнитный материал с эффектом памяти формы корпуса насоса в результате генерирования магнитного поля посредством устройства для генерирования магнитного поля может переводиться из исходного состояния в состояние деформации и причем объем камеры насоса в состоянии деформации отличается от объема камеры насоса в исходном состоянии.
Предложенное на рассмотрение изобретение использует эффект того, что под действием магнитного поля магнитный материал с эффектом памяти формы корпуса насоса изменяет свою форму и, тем самым, соответственно, объем камеры насоса. Таким образом, при соответствующем периодическом генерировании магнитного поля объем камеры насоса может переменно увеличиваться и уменьшаться, чтобы, с одной стороны, в такте всасывания или в такте приемки принимать подаваемую жидкость в камеру насоса, а с другой стороны, в такте выброса выводить эту жидкость из камеры насоса в направлении питающей системы. При этом нет необходимости в использовании сравнимого с поршнем насоса или с нечто подобным конструктивного элемента, который должен был бы перемещаться в камере насоса вверх и вниз и при этом должен был бы быть герметичным для предотвращения утечек. Так как достигаемое в результате генерирования магнитного поля изменение формы магнитного материала с эффектом памяти формы может быть воспроизведено с очень высокой точностью, то соответствующим образом количество поданной таким насосом жидкости может быть дозировано с высокой степенью точности.
В предпочтительном варианте объем камеры насоса в состоянии деформации меньше, чем в исходном состоянии. К примеру, корпус насоса может быть осуществлен, в основном, в форме трубы, то есть, в основном, цилиндрическим. При этом корпус насоса в исходном состоянии может иметь, в основном, круглую геометрию внутреннего поперечного сечения. Круглая геометрия внутреннего поперечного сечения означает, что в этом состоянии объем камеры насоса максимален и, соответственно, при переходе в другое состояние, к примеру при формировании уплощенной, эллиптической геометрии поперечного сечения, достигается уменьшение объема камеры насоса.
Чтобы при изменении объема камеры насоса иметь возможность задать определенное направление течения подаваемой жидкости, предлагается предусмотреть ведущий к камере насоса впускной клапан и ведущий из камеры насоса выпускной клапан. При этом в не требующем дополнительных мероприятий по регулировке предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что впускной клапан и/или выпускной клапан включают в себя обратный клапан.
Чтобы поддержать или добиться обратной деформации корпуса насоса в его исходное состояние в отсутствии магнитного поля, далее предлагается придать корпусу насоса возвратное устройство для возврата корпуса насоса в его исходное состояние. Это возвратное устройство может стать активным, к примеру, тогда, когда генерирование магнитного поля регулируется посредством устройства для генерирования магнитного поля и, таким образом, отсутствует оказывающее нагрузку на корпус насоса для приведения его в состояние деформации или деформирующее его поле. Возвратное устройство может включать в себя, к примеру, устройство предварительного зажима для предварительного зажима корпуса насоса, предпочтительно посредством пружины предварительного зажима, в его исходное состояние.
При использовании такой конструкции в соответствии с изобретением для получения информации об изменении объема камеры насоса вследствие деформации корпуса насоса предлагается предусмотреть устройство для регистрации деформаций для формирования информации, отображающей деформацию корпуса насоса. В особо предпочтительном варианте осуществления изобретения, который использует тот эффект, что у магнитного материала с эффектом памяти формы, его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от состояния деформации, предлагается формирование устройством для регистрации деформаций информации, отображающей деформацию, на основании электрического сопротивления корпуса насоса.
Корпус насоса может быть в предпочтительном варианте выполнен с использованием материала, легированного смесью NiMnGa.
Изобретение описывается далее более детально со ссылкой на приложенные чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - вид в разрезе насоса с корпусом насоса из магнитного материала с эффектом памяти формы при отсутствии магнитного поля;
фиг. 2 - соответствующее фиг. 1 изображение при наличии магнитного поля;
фиг. 3 - на изображениях а) и b) поперечное сечение корпуса насоса с фиг. 1 в состоянии при отсутствии магнитного поля и в состоянии при наличии магнитного поля.
На фиг. 1 насос, который может использоваться, к примеру, для подачи жидкого горючего материала в обогреватель транспортного средства, обозначен в целом ссылочной позицией 10. Насос 10 включает в себя корпус 12 насоса, который имеет, в целом, конструкцию в форме трубы, к примеру, цилиндрическую конструкцию с круглым поперечным сечением. В корпусе 12 насоса образована камера 14 насоса, которая во время такта всасывания или приемки принимает подаваемую жидкость и из которой во время такта выпуска подаваемая жидкость выпускается.
В представленной на фиг. 1 слева концевой зоне 16 корпуса 12 насоса в корпус 12 насоса вставлен впускной клапан 18 и установлен в нем в предпочтительном варианте герметичным образом. В представленной на фиг. 1 справа концевой зоне 20 в корпус 12 насоса вставлен выпускной клапан 22 и установлен в нем в предпочтительном варианте герметичным образом. Впускной клапан 18 и выпускной клапан 22 выполнены в виде обратных клапанов и включают в себя корпуса 24 и, соответственно, 26 клапанов с образованными в них гнездами 28 и, соответственно, 30 клапанов. Выполненный, к примеру, в виде сферы рабочий орган 32, соответственно, 34 клапана посредством соответствующей пружины 36, соответственно, 38 предварительного зажима прижат к гнезду 28, соответственно, 30 клапана и образует, таким образом, в случае впускного клапана 18 впускной канал 40, а в случае выпускного клапана 22 выпускной канал 42.
Окружая корпус 12 насоса, то есть, соответственно, вокруг него предусмотрено обозначенное в целом ссылочной позицией 44 устройство для генерирования магнитного поля. Оно может включать в себя одну или несколько выполненных с возможностью электрического возбуждения катушек 46, которые могут подвергаться электрическому возбуждению для генерирования обозначенного на фиг. 2 магнитного поля M.
Выполненный в форме трубы, в предпочтительном варианте цилиндрическим, корпус 12 насоса, по меньшей мере, частично, в предпочтительном варианте полностью выполнен из магнитного материала с эффектом памяти формы. Для этого может быть использован, к примеру, сплав NiMnGa. Такой магнитный материал с эффектом памяти формы может быть посредством генерирования магнитного поля переведен из исходного состояния в состояние деформации. Если, к примеру, как видно на основании сравнения фиг. 1 и 2, в представленном на фиг. 1, а также фиг. 3а) исходном состоянии, посредством в основном круглой геометрии внутреннего поперечного сечения корпуса 12 насоса генерируется магнитное поле M, то это приводит к деформации корпуса 12 насоса таким образом, что, к примеру, там, где магнитное поле M воздействует на него, формируется, в основном, эллиптическая геометрия поперечного сечения, что можно видеть на фиг. 3b) и, соответственно, также на фиг. 2. При этом генерированная магнитным полем M деформация корпуса 12 насоса максимальна там, где магнитное поле M проходит, в основном, ортогонально стенке 13 корпуса 12 насоса, то есть на фиг. 3b в центральной зоне. В кромочных зонах, то есть там, где магнитное поле M проходит, в основном, тангенциально относительно стенки 13 корпуса 12 насоса, вызванная магнитным полем M деформация магнитного материала с эффектом памяти формы минимальна. Вызванная магнитным полем M деформация, в данном случае уплощение корпуса 12 насоса в зоне, на которую воздействует магнитное поле М, приводит одновременно также к продольному удлинению корпуса 12 насоса в направлении его также видимой на фиг. 1 продольной оси L. Величина деформации корпуса 12 насоса посредством магнитного поля М, то есть и величина изменения объема сформированной в корпусе 12 насоса камеры 14 насоса зависит при этом от силы магнитного поля М. Чем больше сила магнитного поля М, тем больше вызванное им изменение формы и, тем самым, изменение объема камеры насоса.
Переход от состояния с круглой геометрией внутреннего поперечного сечения к состоянию с эллиптической геометрией внутреннего поперечного сечения приводит к уменьшению объема камеры 14 насоса. Если камера 14 насоса в представленном на фиг. 3а) исходном состоянии предварительно наполнена жидкостью, то переход к представленному на фиг. 3b) уплощенному состоянию деформации с меньшим объемом камеры насоса имеет следствием то, что имеющаяся в камере 14 насоса жидкость оказывается под давлением и при преодолении усилия предварительного зажима пружины 38 клапана через выпускной клапан 22 выпускается соответствующее изменению объема камеры насоса количество жидкости. Для окончания данного такта выпуска генерирование магнитного поля M посредством устройства 44 для генерирования магнитного поля прекращается.
Для возврата корпуса 12 насоса в исходное состояние может быть сформировано магнитное поле M′ с другой ориентацией, к примеру, на фиг. 3 ортогонально магнитному полю M, что, соответственно, способствует обратной деформации корпуса 12 насоса. Для этого устройство 44 для генерирования магнитного поля может включать в себя одно или несколько других, не представленных на фигурах катушек, которые позиционированы таким образом, что может быть генерировано магнитное поле M′, соответственно, с другой ориентацией магнитного поля. Вызванное воздействием магнитного поля M′ изменение формы корпуса 12 насоса осуществляется таким же образом, а именно там, где магнитное поле M′ располагается, в основном, ортогонально стенке 13 корпуса 12 насоса, генерируется максимальная деформация, в то время как там, где магнитное поле M′ проходит, в основном, тангенциально стенке 13 корпуса 12 насоса, инициируется минимальное изменение формы.
Магнитное поле M′ будет генерировать, поэтому, в основном, такую деформацию корпуса 12 насоса, что он перейдет в обозначенное на фиг. 3b) пунктирной линией другое состояние деформации, в котором корпус 12 насоса в той зоне, в которой на него воздействует магнитное поле M′, также будет иметь, в основном, эллиптическую геометрию поперечного сечения, но в данном случае, однако, с другой ориентацией больших полуосей. При таком генерировании деформации корпуса 12 насоса посредством двух, к примеру, ортогонально ориентированных относительно друг друга магнитных полей М, M′ и переменной нагрузки посредством этих двух магнитных полей M, M′, будет иметь место переменное изменение между двумя состояниями деформации, из которых одно в плане предложенного на рассмотрение изобретения может рассматриваться как исходное состояние, а другое - как состояние деформации. Чтобы при этом иметь возможность использовать эффект изменения объема камеры насоса, магнитные поля М, M′ имеют в предпочтительном варианте различные силы напряженности, так что вызванная в одном из двух состояний деформация приводит к формированию объема камеры насоса, который фактически отличается от деформации и, тем самым, также от объема камеры насоса в другом состоянии.
В альтернативном варианте или в дополнение к этому обратная деформация корпуса 12 насоса в своем представленном на фиг. 3a) исходном состоянии может быть получена посредством представленного на фиг. 2 устройства 48 предварительного зажима. Оно включает в себя пружину 50 предварительного зажима, которая опирается на корпус 52, с одной стороны, и на концевую зону 16 корпуса 12 насоса, с другой стороны, и, таким образом, создает аксиальную нагрузку на корпус 12 насоса, ориентированную в направлении продольной оси L корпуса 12 насоса. При этом впускной клапан 18 установлен в концевой зоне 16 корпуса 12 насоса герметично, к примеру посредством приклеивания, и выполнен с возможностью смещения относительно корпуса 52. Корпус 52 для создания контропоры может аксиально поддерживать другую концевую зону 20 корпуса насоса. В этой зоне корпус 52 может быть прочно соединен с корпусом 12 насоса и/или с герметично установленным в нем, к примеру посредством приклеивания, выпускным клапаном 22. Пружина 50 работает против вызванного воздействием магнитного поля M продольного удлинения корпуса 12 насоса, то есть возвращает его обратно в состояние с меньшим удлинением в направлении его продольной оси L, что в отсутствии магнитного поля M способствует тому, что корпус 12 насоса деформируется в свое первоначальное, представленное на фиг. 3a) исходное состояние.
Посредством конструкции дозирующего насоса в соответствии с изобретением, которая использует вызванную приложением магнитного поля деформацию магнитного материала с эффектом памяти формы для изменения объема камеры насоса, становится возможно точно определить подаваемое количество жидкости. Для этого можно было бы действовать таким образом, чтобы для каждого рабочего такта для деформации из исходного состояния и для деформации в исходное состояние могло быть использовано определенное заданное магнитное поле или определенно заданная механическая нагрузка, так чтобы в каждом рабочем такте камера 14 насоса принимала и из нее снова выходило одинаковое количество жидкости. В принципе, для изменения силы деформации корпуса 12 насоса могла бы быть изменена также сила магнитного поля M и, естественно, сила обеспечивающего обратную деформацию магнитного поля или обеспечивающей обратную деформацию механической нагрузки, так чтобы при осуществляемых следом друг за другом рабочих тактах, в принципе, могли подаваться различные объемы жидкости.
Для регистрации величины деформации корпуса 12 насоса может быть предусмотрено схематично представленное на фиг. 1 устройство 54 для регистрации деформаций. Оно может быть осуществлено, к примеру, таким образом, что измеряет электрическое сопротивление материала конструкции корпуса 12 насоса, в частности, в той зоне, в которой воздействие магнитного поля M приводит к его деформации. Электрическое сопротивление магнитного материала с эффектом памяти формы, из которого выполнен корпус 12 насоса, изменяется в зависимости от вызываемого воздействием магнитного поля M изменения формы корпуса 12 насоса и является, таким образом, прямым индикатором возникающего в процессе такой деформации изменения объема камеры 14 насоса. Посредством регистрации этого электрического сопротивления получают информацию, которая непосредственно отображает вызванное в каждом рабочем такте изменение объема 14 камеры насоса и, тем самым, также объем вышедшей из нее жидкости. Эта информация может быть использована, к примеру, в контуре регулировки, чтобы в процессе работы обогревателя транспортного средства гарантировать, что действительно требуемое количество горючего материала будет направлено в зону расположения горелки обогревателя транспортного средства.