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, также 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.
Известен перистальтический насос, содержащий центральные тела, соединенные между собой и находящиеся внутри эластичных тел, которые, в свою очередь, находятся внутри гидравлических камер, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, установленными на гидравлических камерах, заполненных жидкостью, где электромагниты установлены своими осями вдоль оси центрального тела (см. заявку на патент РФ на изобретение №2016123670).
Недостатком данной конструкции перистальтического насоса является затруднительность установки электромагнита и центрального тела с эластичным телом на небольших по диаметру насосах.
Была поставлена задача на выполнение конструкции насоса такой, чтобы можно было разместить электромагнит и центральное тело с эластичным телом максимально используя диаметр насоса.
Указанная задача решается тем, что перистальтический насос, содержащий центральные тела внутри эластичных тел, электромагниты, расположенные вдоль оси насоса, при этом якоря электромагнитов связаны с поршнями, находящимися в гидравлических камерах, заполненных жидкостью, отличается тем, что электромагниты разделены на группы, где в каждой группе один и более электромагнитов и отдельная гидравлическая камера для центрального тела с эластичным телом и в каждой группе электромагнитов гидравлические камеры электромагнитов связаны между собой и связаны с гидравлической камерой центрального тела с эластичным телом.
В заявляемом перистальтическом насосе новым существенным признаком, отсутствующим в известных аналогах и прототипе, является разделение электромагнитов на группы, где в каждой группе один и более электромагнитов и отдельная гидравлическая камера для центрального тела с эластичным телом, и в каждой группе электромагнитов, гидравлические камеры электромагнитов связаны между собой и связаны с гидравлической камерой центрального тела с эластичным телом.
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 выполнении такой конструкции насоса, чтобы можно было разместить электромагнит и центральное тело с эластичным телом максимально используя диаметр насоса.
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: выполнении конструкции насоса такой, чтобы можно было разместить электромагнит и центральное тело с эластичным телом максимально используя диаметр насоса. 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 чертежами, на которых:
на фиг. 1 схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса;
на фиг. 2 схематично изображен продольный разрез Б-Б варианта электромагнита с поршнем и гидравлической камерой с внешней стороны электромагнита;
на фиг. 3 схематично изображен продольный разрез Б-Б варианта электромагнита с поршнем и гидравлической камерой с внутренней стороны электромагнита;
на фиг. 4 схематично изображен продольный разрез Г-Г отдельной гидравлической камеры с центральным телом и эластичным телом для одной из групп электромагнитов;
на фиг. 5 схематично изображен поперечный разрез А-А одного из электромагнитов;
на фиг. 6 схематично изображен поперечный разрез В-В отдельной гидравлической камеры с центральным телом и эластичным телом для одной из групп электромагнитов.
Перистальтический насос содержит соединенные между собой, жестко или гибко, секции электромагнитов 1 и секции отдельных гидравлических камер 2 с центральным телом 3 и эластичным телом 4. Каждая секция электромагнитов 1 содержит электромагнит 5, состоящий из сердечника 6, обмотки 7, магнитопровода 8, якоря 9. На якоре 9 установлен поршень 10, выполненный из немагнитного материала. Между сердечником 6 с магнитопроводом 8 и якорем 9 находится одна или несколько пружин 11. На внешней или внутренней стороне электромагнита 5 находится гидравлическая камера электромагнита 12, внутри которой находится жидкость 13. Вся конструкция секции электромагнита 1 находится внутри корпуса 14. Секции электромагнитов 1 соединены с секцией отдельной гидравлической камеры 2. В отдельной гидравлической камере 2, между центральным телом 3 и эластичным телом 4, находится перекачиваемая жидкость 15. Перекачиваемая жидкость 15 находится внутри трубки 16. Гидравлические камеры электромагнитов 12 могут быть соединены с отдельной гидравлической камерой 2 через трубопроводы со штуцерами 17.
В каждой секции электромагнитов 1, воздействующих на якорь 9 электромагнитов 5, может быть более одного (условно не показано).
Перистальтический насос работает следующим образом.
На электромагниты 5 подается волнообразно электрический ток (источник тока условно не показан), последовательно включая и выключая электромагниты 5. При подаче на электромагнит 5 электрического тока обмотка 7 с сердечником 6, с магнитопроводом 8 притягивают к себе якорь 9. При этом якорь 9 воздействует на поршень 10, который в свою очередь воздействует на жидкость 13, находящуюся внутри гидравлической камеры электромагнита 12. Давление на жидкость 13 передается в отдельную гидравлическую камеру 2. Жидкость 13 в отдельной гидравлической камере 2 прижимает эластичное тело 4 к центральному телу 3, выдавливая перекачиваемую жидкость 15. При отключении электромагнита 5 якорь 9, под воздействием сжатых пружин 11, отходит от сердечника 6 с магнитопроводом 8. Из-за снижения давления внутри гидравлической камеры электромагнитов 12, соответственно, и в отдельной гидравлической камере 2, эластичное тело 4 отходит от центрального тела 3, и в освободившееся пространство, между эластичным телом 4 и центральным телом 3, поступает очередная порция перекачиваемой жидкости 15. Так как происходит волнообразное выдавливание от одной отдельной гидравлической камеры 2 к другой отдельной гидравлической камере 2 перекачиваемой жидкости 15 в одном направлении, то происходит перетекание перекачиваемой жидкости 15 в данном направлении.
В определенных случаях вместо жидкости 13, находящейся внутри отдельных гидравлических камер 2 и гидравлических камер электромагнитов 12, 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 выполнение конструкции насоса такой, чтобы можно было разместить электромагнит и центральное тело с эластичным телом максимально используя диаметр насоса, 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».