ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС
PERISTALTIC PUMP

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности при отборе жидкости из скважины, и может быть использовано и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Известен скважинный перистальтический насос, включающий эластичный трубопровод и нажимной элемент, взаимодействующий с наружной поверхностью эластичного трубопровода с усилием, достаточным для возникновения перистальтического эффекта. Эластичный трубопровод размещен в полости, установленной в скважине обоймы так, что часть его выходит за габариты обоймы, а нажимной элемент выполнен в виде объемного тела с цилиндрической контактной поверхностью, укрепленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль эластичного трубопровода и взаимодействия с выступающей из обоймы частью его поверхности, при этом размеры объемного тела и обоймы выбраны из условия заполнения полости обоймы эластичным трубопроводом в зоне взаимодействия объемного тела и эластичного трубопровода (см. патент RU №2382901, МПК F04B 43/12).
Основным недостатком такого насоса является сложность конструкции, ненадежность в работе и низкий КПД.
Известен перистальтический насос, содержащий приемное отверстие, по меньшей мере одну камеру, эластичное ферромагнитное тело и электромагнитную систему, образованную расположенными на магнитопроводе вдоль камеры индукторами, которые запитаны током с возможностью перемещения магнитного поля вдоль оси камеры, по меньшей мере одно эластичное ферромагнитное тело выполнено или охватывающим, или охватываемым индукторами, в виде свободно перемещающихся в смазывающей, например, магнитной жидкости ферромагнитных, например, шариков, которые заключены в герметичную эластичную оболочку, а магнитопровод индукторов изготовлен с возможностью транспортировки ферромагнитных, например, шариков в исходное положение (см. патент RU №2114321, МПК F04B 43/12).
Недостатком такого перистальтического насоса является сложность конструкции, дороговизна, ненадежность. Также затруднительность получения необходимого давления перекачиваемой жидкости.
Была поставлена задача на упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости.
Указанная задача решается тем, что перистальтический насос, содержащий центральное тело, находящееся внутри эластичного тела, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, электромагниты обхватывают гидравлические камеры, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, и внутри гидравлических камер расположены эластичные тела с центральными телами.
В заявляемом перистальтическом насосе новыми существенными признаками, отсутствующими в известных аналогах и прототипе, являются электромагниты, обхватывающие гидравлические камеры, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, и внутри гидравлических камер расположены эластичные тела с центральными телами.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое изобретение соответствует признаку «изобретательский уровень», так как новая совокупность существенных признаков, неизвестная ранее, позволяет получить новый технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, увеличении эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости.
Проверка соответствия изобретения требованию изобретательского уровня, которая проводилась в отношении совокупности его существенных признаков, показала, что из известного уровня техники не выявлено влияния, предписываемого предлагаемым техническим решением преобразования, характеризуемого отличительными от прототипа существенными признаками на достижение технического результата: упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости. Это свидетельствует о том, что изобретение не следует для специалиста, явным образом, из известного уровня техники, т.е. оно соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертежах:
Фиг. 1 - схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса;
Фиг. 2 - схематично изображен поперечный разрез А-А перистальтического насоса на фиг. 1;
Фиг. 3 - схематично изображен вид Б с местным разрезом перистальтического насоса на фиг. 2.
Перистальтический насос содержит центральные тела 1, установленные внутри эластичных тел 2. Центральные тела 1 и эластичные тела 2 находятся внутри гидравлических камер 3, каждый из которых состоит из корпуса 4 и цилиндра 5. Гидравлическая камера 3 заполнена жидкостью 6. В цилиндре 5 установлен поршень 7. Между цилиндром 5 и поршнем 7 установлено упругое кольцо 8. Электромагнит 9 обхватывает гидравлическую камеру 3 и состоит из обмотки с сердечником 10, якоря 11, регулировочных винтов 12, ввинченных в якорь 11. Прижимает якорь 11 к поршню 7 пружина 13. Гидравлические камеры 3 с электромагнитами 9 отделены друг от друга разборными стенками 14. Вся конструкция насоса находится внутри защитной оболочки 15. Между центральным телом 1 и эластичным телом 2 находится перекачиваемая жидкость 16.
Перистальтический насос работает следующим образом.
На электромагниты 9 подается волнообразно электрический ток (источник тока условно не показан), последовательно включая и выключая электромагниты 9. При подаче на электромагнит 9 электрический ток, обмотка с сердечником 10 притягивает к себе якорь 11. При этом якорь 11 воздействует на поршень 7, который в свою очередь воздействует на жидкость 6, находящуюся внутри гидравлической камеры 3. Жидкость 6 прижимает эластичное тело 2 к центральному телу 1, выдавливая перекачиваемую жидкость 16. При отключении электромагнита 9, якорь 11 под воздействием сжатого упругого кольца 8 отходит от обмотки с сердечником 10. Из-за снижения давления внутри гидравлической камеры 3 эластичное тело 2 отходит от центрального тела 1, и в освободившееся пространство между эластичным телом 2 и центральным телом 1 поступает очередная порция перекачиваемой жидкости 16. Так как происходит волнообразное сжатие от одной гидравлической камеры к другой, в одном направлении, то и перекачиваемая жидкость 16 проталкивается в одном направлении.
С помощью регулировочных винтов 12 можно регулировать зазор между регулировочными винтами 12 и обмоткой с сердечником 10, соответственно, изменять и ход якоря 11 при подаче тока на электромагнит 9.
При проектировании можно, таким образом, рассчитать размеры поршня 7, эластичного тела 2 и центрального тела 1, что для полного прижатия эластичного тела 2 к центральному телу 1 понадобится крайне малое перемещение поршня 7 в цилиндре 5. Так как усилие электромагнита 9 пропорционально квадрату расстояния якоря 11 от обмотки с сердечником 10, то, чем меньше ход якоря, тем меньше изменяется усилие продавливания перекачиваемой жидкости 16 от начала и до самого полного прижатия эластичного тела 2 к центральному телу 1. Тем самым возрастает эффективность работы перистальтического насоса.
В определенных случаях, вместо жидкости 6, находящейся внутри гидравлической камеры 3, можно использовать сжатый воздух или газ.
Заявляемый перистальтический насос может быть изготовлен на стандартном оборудовании из известных материалов, с использованием известных технологий. Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, направленного на упрощение конструкции, увеличение эффективности работы перистальтического насоса, с возможностью получения высоких давлений перекачиваемой жидкости, подтверждена приведенными чертежами и описанием конструкции перистальтического насоса в статическом состоянии и в действии.
Это свидетельствует о том, что изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».