ПОРШНЕВОЙ НАСОС С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ

Область техники
Полезная модель относится к гидравлическим насосам, в частности к поршневым насосам возвратно-поступательного действия, которые могут быть использованы, в том числе, для дозированной подачи жидкого топлива к камере сгорания автомобильных подогревателей и других теплогенераторов.
Уровень техники
Известен поршневой насос с электромагнитным приводом с расположенными по торцам впускным и выпускным отверстиями. Насос состоит из корпуса, в который установлены катушка и якорь с образованием якорной полости, заполняемой перекачиваемой средой. В осевую расточку якоря одним концом устанавливают нагруженный пружиной поршень с возможностью совершать возвратно-поступательное движение. Другой конец поршня устанавливают в гильзе с образованием рабочей камеры.
Рабочая камера через радиальные каналы круглого сечения, выполненные в гильзе, соединена с якорной полостью, а та в свою очередь через впускной клапан периодически соединяется с впускным клапаном насоса, а так же с нагнетательным клапаном. Нагнетательный клапан имеет нагруженный пружиной подвижный затвор, опирающийся на кольцевую уплотнительную поверхность. Клапан собран в корпусе, который перемещается вдоль оси поршня и тем самым регулирует объем рабочей камеры, определяющий величину цикловой подачи насоса (подача за однократное перемещение поршня в такте нагнетания) (SU 1732820).
Недостатками данного насоса, является его недостаточная энергоэффективность при регулировке на максимальную подачу.
Задача данной полезной модели усовершенствование насоса с целью увеличения его максимальной цикловой подачи без изменения габаритов насоса и характеристик магнита.
Раскрытие полезной модели
Поставленная задача решается следующим образом.
В поршневой насос с электромагнитным приводом, содержащий корпус, с расположенными по его торцам входным и выходным отверстиями, магнитную катушку и якорь, установленные с образованием якорной полости, заполняемой перекачивающей средой, размещенные в осевом отверстии каркаса магнитной катушки гильзу и подпружиненный возвратной пружиной поршень, установленный в якорь с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов с образованием рабочей и якорной камеры внесен отличительный признак, заключающийся в том, что гильза снабжена одним или несколькими входными радиальными каналами, выполненными в виде щелевых отверстий, продольная ось которых расположена перпендикулярно оси перемещения поршня.
На фиг.1 -общий вид насоса, на фиг.2- насос с радиальными каналами в виде щелевых отверстий.
Поршневой насос с электромагнитным приводом (фиг.1) содержит корпус 1, с расположенными по его торцам впускным 2 и выпускным 3 отверстиями, магнитную катушку 4 и якорь 5, установленные с образованием якорной полости 6, наполненной перекачиваемой средой, размещенные в осевом отверстии каркаса 7 катушки 4, гильзы 8 с образованием рабочей камеры 9 и подпружиненный пружиной 10 поршень 11, установленный в якорь 5, с возможностью возвратно-поступательного движения для выполнения рабочего и всасывающего ходов. Рабочая камера 9 имеет средства распределения для периодического сообщения с якорной полостью 6 и выпускным отверстием 3, включающее нагнетательный клапан с нагруженным пружиной 12 шариком 13, корпусом клапана 15, радиальными каналами 14 в гильзе 8.
Описание работы насоса
В исходном положении при подаче импульса тока на клеммы катушки 4 (фиг.1) и возникновении магнитного поля якорь 5 и соединенный с ним поршень 11, преодолевая сопротивление пружины 10, перемещается влево к корпусу нагнетательного клапана 15 рабочей камеры 9, уменьшая объем последней. Уменьшение объема рабочей камеры 9 приводит, после перекрытия поршнем 11 радиальных каналов 14 в гильзе 8, к росту давления в ней. Шарик 13 открывает отверстие в корпусе клапана и перекачиваемая среда из рабочей камеры 9 поршнем 11 вытесняется в отверстие 3 (рабочий ход). При снятии напряжения, поступающего к магнитной катушке 4, пружина 10 воздействует на якорь 5, и он вместе с поршнем 11 перемещается вправо от торца корпуса клапана 15, увеличивая, тем самым, размер рабочей камеры 9. Увеличение объема рабочей камеры 9 приводит к снижению давления в ней и при приближении поршня 11 в крайнее правое положение открываются радиальные каналы 14, выполненные в виде щелевых отверстий в гильзе 8 и перекачиваемая среда из якорной полости 6 переходит в рабочую камеру 9. В крайнем правом положении поршня демпфирующий элемент из эластомера, установленный в торец якоря, входит в соприкосновение с торцем упора 17, который имеет определенную конфигурацию, обеспечивающую герметичное перекрытие входного клапана 2 при минимальном преднатяге возвратной пружины 10. Левый торец поршня при этом располагается на уровне правой кромки щелевых отверстий в гильзе 8. Давление в якорной полости 6 падает за счет соединения с рабочей камерой 3. При подаче напряжения на катушку 4 якорь 5 с поршнем 11 перемещается влево и перекачиваемая среда из отверстия 2 перетекает в якорную полость 6 (ход всасывания).
Величина цикловой подачи насоса определяется объемом рабочей камеры и равна произведению площади поперечного сечения поршня 11 на расстояние В, прошедшее поршнем при рабочем ходе, т.е. от крайней левой кромки радиального отверстия 14 до правого торца корпуса нагнетательного клапана 15. При этом величина максимального хода поршня ограничена величиной полного хода якоря - А, который в основном зависит от характеристик магнита.
Поэтому, максимальный рабочий ход поршня равен, разнице между полным ходом якоря А и диаметром радиального канала d гильзы 9.
B=A-d
Чтобы увеличить максимальную цикловую подачу насоса необходимо увеличить рабочий ход поршня, для чего достаточно выполнить радиальные каналы в виде щелевых отверстий (фиг.2) с шириной h меньшей, чем диаметр круглого канала эквивалентной площади проходного сечения.
Например, в существующих насосах с диаметром поршня 6 мм, рабочим ходом 4 мм, применение щелевого отверстия с шириной h=1 мм вместо круглого отверстия ⌀2 мм позволяет увеличить максимальную подачу на 25%.
Достигаемым техническим результатом является улучшение энергоэффективности насоса за счет увеличения его максимальной цикловой подачи без изменения основных размеров деталей насоса и характеристик магнита.