Насосная установка

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к транспортированию жидких сред, например закладочных смесей, по трубопроводу к месту закладки.
Известными аналогами полезной модели являются:
1) Патент на изобретение RU №2535900 С1 МПК F04B 47/06, «Погружная установка с линейный электродвигателем и насосом двойного действия», опубл. 20.12.2014.
Погружная насосная установка, содержащая линейный электродвигатель, включающий в себя корпус, внутри которого размещены неподвижный герметичный статор и расположенный внутри него бегун, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси статора, и насос двойного действия, рабочие органы которого выполнены в виде поршней и механически связаны с бегуном, при этом поршни, неподвижные цилиндры и клапанные коробки расположены по обе стороны электродвигателя, образуя нижнюю и верхнюю части насоса, а рабочие камеры насоса связаны с внешней средой и выходной магистралью через всасывающие и нагнетательные клапаны соответственно, при этом бегун выполнен с центральным отверстием, поршни выполнены в виде полых цилиндров, рабочие поверхности которых установлены с возможностью контакта с рабочими поверхностями неподвижных цилиндров, причем неподвижные цилиндры верхней части насоса выполнены в виде внутреннего и внешнего по отношению к поршню цилиндров, а рабочая камера нижней части насоса связана с выходной магистралью через нагнетательный клапан и центральное отверстие в бегуне.
Недостатками данного устройства является сложность конструкции линейного электропривода насоса.
2) Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент на изобретение №166476 Российская Федерация, МПК F04B 47/06 «Насосная установка с линейным электродвигателем». Данное решение взято за прототип.
Насосная установка, содержащая линейный электродвигатель, включающий неподвижный цилиндрический статор с обмоткой и короткозамкнутую обмотку, расположенную внутри статора, с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси статора, рабочий цилиндр, поршень, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, короткозамкнутую обмотку, расположенную на наружной поверхности поршня, при этом внутри поршня расположен перепускной клапан.
Недостатком данной установки является то, что рабочий цилиндр при работе подвержен сильному нагреву от окружающей его близкорасположенной короткозамкнутой обмотки статора. Это ограничивает возможность использования в качестве материала рабочего цилиндра легких и коррозионностойких полимерных труб. Специализированный линейный электродвигатель сложен и дорог в изготовлении.
Задачей полезной модели является снижение нагрева рабочих цилиндров, повышение надежности работы и технологичности изготовления привода насосной установки.
Достигается это тем, что насосная установка, содержащая рабочие цилиндры, всасывающие клапаны, нагнетательные клапаны, поршни, внутри которых расположены перепускные клапаны, на наружных поверхностях рабочих цилиндров установлены подвижные каретки с возможностью их возвратно-поступательного перемещения вдоль продольных осей рабочих цилиндров, при этом на внутренних поверхностях кареток и на наружных поверхностях поршней расположены постоянные магниты, а подвижные каретки двух смежных рабочих цилиндров соединены рычагом с неподвижной центральной осью, к рычагу эксцентрично присоединен шатун кривошипного механизма, соединенного с электродвигателем, при этом каретки и поршни смежных рабочих цилиндров движутся противофазно.
При такой совокупности признаков, конструкция привода насосной установки упрощается, нагрев рабочих цилиндров существенно уменьшается и позволяет использовать для его изготовления легкие и коррозионностойкие полимерные трубы, а также установить в приводе более надежный и технологичный типовой электродвигатель, вместо специального линейного электродвигателя.
Устройство поясняется графически.
Насосная установка содержит рабочий цилиндр 1, выполненный из магнитопроводного (например полимерного) материала, поршень 2 с уплотнениями 3, постоянные магниты 4, расположенные на наружной поверхности поршня 2, подвижную каретку 5 с постоянными магнитами 6, размещенными на внутренней поверхности подвижной каретки 5, с возможностью возвратно-поступательного перемещения каретки вдоль продольной оси рабочего цилиндра 1, перепускной клапан 7 (например, шаровый), расположенный внутри поршня 2, нагнетательный клапан 8 (например, шаровый), всасывающий клапан 9 (например, шаровый), подводящий трубопровод 10 и отводящий трубопровод 11, рычаг 12 с неподвижной центральной осью вращения, к которому присоединен шатун 13 кривошипного механизма 14, соединенного с электродвигателем 15.
Насосная установка работает следующим образом.
При работе электродвигателя 15 кривошипный механизм 14 вращается и шатун 13 перемещает рычаг 12 вокруг его неподвижной центральной оси. При этом подвижные каретки 5 смежных рабочих цилиндров 1 движутся возвратно-поступательно, синхронно и противофазно. Постоянные магниты 4, расположенные на наружной поверхности каждого поршня 2, взаимодействуют с постоянными магнитами 6, размещенными на внутренней поверхности каждой подвижной каретки 5 и вызывают своей магнитной силой синхронное и противофазное движение поршней 2.
При движении поршня в одном из цилиндров влево, под действием давления жидкости, сжимаемой в данном рабочем цилиндре слева от поршня, перепускной клапан 7 закрывается и жидкость, через нагнетательный клапан 8, под давлением, выталкивается в отводящий трубопровод 11. Одновременно с этим, за счет разряжения, происходит заполнение жидкостью объема рабочего цилиндра, находящегося справа от поршня 2, через открытый всасывающий клапан 9, из подводящего трубопровода 10.
При одновременном движении поршня в другом рабочем цилиндре вправо, перепускной клапан 7 открывается под действием давления жидкой среды, сжимаемой в замкнутом объеме между поршнем 2 и закрытым всасывающим клапаном 9, пропускает перекачиваемую жидкость в объем рабочего цилиндра 1, находящийся слева от поршня 2, при этом нагнетательный клапан 8 за счет давления столба нагнетаемой жидкости, тоже закрыт.
При достижении своих крайних положений подвижные каретки 5 изменяют направление движения, и цикл работы насосной установки повторяется в противофазном порядке.
За счет того, что на наружных поверхностях рабочих цилиндров установлены подвижные каретки с возможностью их возвратно-поступательного перемещения вдоль продольных осей рабочих цилиндров, при этом на внутренних поверхностях кареток расположены постоянные магниты, при этом на наружных поверхностях поршней расположены постоянные магниты, при этом подвижные каретки двух смежных рабочих цилиндров соединены с рычагом с неподвижной центральной осью, при этом к рычагу эксцентрично присоединен шатун кривошипного механизма, соединенного с электродвигателем, конструкция привода насосной установки упрощается, нагрев рабочих цилиндров существенно уменьшается и позволяет использовать для их изготовления легкие и коррозионностойкие полимерные трубы, а также установить в приводе более надежный и технологичный типовой электродвигатель, вместо специального линейного электродвигателя. Противофазная работа смежных цилиндров на общую сеть, в предлагаемой насосной установке, обеспечивает более равномерную подачу смеси в трубопровод.