ЭЛЕКТРОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована при конструировании, в том числе насосов железнодорожной техники, в частности насосов для охлаждения трансформаторов переменного тока, в том числе электроподвижного состава.
Известны насосные установки с электродвигателем [патенты РФ на изобретения №: 2005915, 2014499, 2014502, 2037624, 2037659 и др.], которые включают размещенные в герметичном кожухе с впускными и выпускными патрубками качающий узел, содержащий корпус с торцевыми крышками и ротором, а также приводной вал и каналы подвода и отвода рабочей среды.
Недостатки этих конструкций заключаются в повышенных потерях энергии при ее преобразовании, а также в вибрации корпуса из-за нарушения уравновешенности установки за счет выбранного расположения составных частей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту решением является насосная установка - патент РФ на изобретение №2081349, содержащая размещенные в герметичном кожухе с впускным и выпускным патрубками электродвигатель с закрепленным в нем приводным валом и качающий узел, а также каналы подвода и отвода рабочей среды. Качающий узел включает корпус с торцевыми крышками и установленный в нем с образованием рабочих камер ротор. Ротор охватывает приводной вал и расположен с зазором относительно приводного вала. Приводной вал установлен в подшипниковых опорах. Насосная установка снабжена муфтой в виде профилированного диска, закрепленного на роторе и имеющего, по крайней мере, два отверстия. Профилированный диск соединен с якорем электродвигателя посредством упругих элементов, закрепленных на торцевой поверхности якоря и размещенных в отверстиях диска.
Основным недостатком наиболее близкого аналога является вибрация корпуса насосной установки за счет расположения электродвигателя по одну сторону относительно рабочих камер, из-за чего нарушается уравновешенность установки, что может привести к снижению надежности. Кроме того в конструкции наиболее близкого аналога возможно возникновение кавитации охлаждающей жидкости при больших оборотах вращения ротора, что может привести к механическому разрушению изоляции обмоток силовых трансформаторов и повышенной коррозии соединительных элементов (труб, шлангов и т.д.)
Задача полезной модели заключается в повышении надежности и безопасности при работе электронасосной установки за счет снижения вибрации.
Сущность полезной модели заключается в том, что в электронасосной установке, имеющей вытянутый герметичный корпус с впускными и выпускными патрубками и клапанами в них, а также помещенные в корпусе: рабочие камеры, электродвигатель и осевые стержни с поршнями на концах, рабочие камеры расположены как перед - левая рабочая камера, так и после - правая рабочая камера от электродвигателя, имеющего два якоря - принимающий и входящий, выполненный с возможностью захода последнего внутрь принимающего, которые ориентированы в противоположные стороны и имеют грибообразные формы с цилиндрическими частями в основаниях в зоне их взаимодействия и расширенными с противоположных краев дисковыми частями, соприкасающимися своими внешними сторонами с внутренними стенками соответствующих левой и правой рабочих камер, при этом в цилиндрических частях каждого якоря в обе стороны - левую и правую в зоне их взаимодействия предусмотрены осевые полости, образующие общий протяженный канал для размещения и хода общей возвратной пружины, а с внешних сторон дисковых частей в их центрах имеются отверстия для прохода осевых стержней через якоря.
Кроме того заявляется усовершенствование электронасосной установки, в которой корпус выполнен с возможностью разъема для ремонта.
Технический результат заключается в уменьшении вибрационных помех за счет изменения конфигурации электронасосной установки в целом, а именно размещения рабочих камер как перед - левая рабочая камера, так и после - правая рабочая камера от электродвигателя. Это уравновешивает конструкцию, что способствует увеличению надежности электронасосной установки. Повышение уровня безопасности при работе достигается исключением образования кавитации жидкости за счет линейного перемещения поршней.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез электронасосной установки, где позициями обозначены:
1 - корпус электронасосной установки;
2 - рабочая камера;
3 - постоянный магнит;
4 - обмотка возбуждения;
5 - входящий якорь;
6 - принимающий якорь;
7 - возвратная пружина;
8 - осевой стержень принимающего якоря;
9 - осевой стержень входящего якоря;
10 - поршень;
11 - клапан впускного патрубка;
12 - клапан выпускного патрубка;
13 - прижимной шарик клапана;
14 - пружина сжатия клапана;
15 - впускной патрубок;
16 - выпускной патрубок.
Заявляемая электронасосная установка включает расположенные в вытянутом герметичном корпусе 1 в виде цилиндра электродвигатель и рабочие камеры 2 (левая и правая). Электродвигатель содержит цилиндрический индуктор, включающий постоянный магнит 3 с обмоткой возбуждения 4, размещенной в кольцевом пазу постоянного магнита 3, и два соосно расположенных взаимодействующих якоря - входящий 5 и принимающий 6. Входящий якорь 5 и принимающий якорь 6 имеют грибообразные формы: цилиндрические части в основании в зоне их взаимодействия и расширенные с противоположных краев дисковые части. Якоря 5 и 6 развернуты расширенными дисковыми частями к смежным с ними рабочим камерам 2. Якоря 5 и 6 выполнены с возможностью захода входящего якоря 5 в принимающий якорь 6. В якорях 5 и 6 в цилиндрической части имеются осевые полости, образующие общий протяженный канал, в котором расположена с возможностью хода общая возвратная пружина 7. Осевое отверстие принимающего якоря 6 в устройстве, изображенном на чертеже в качестве примера, имеет ступенчатую форму, сформированную переходом с диаметром меньшего размера к диаметру большего размера, который соответствует внешнему диаметру цилиндрической части входящего якоря 5 в зоне взаимодействия с входящим якорем 5. С внешней стороны дисковых частей якорей 5 и 6 в их центре выполнены отверстия для прохода осевых стержней 8 и 9, выполняющих совместно роль приводного вала через якоря 5, 6 соответственно. Поршни 10 расположены на концах осевых стержней 8, 9 в соответствующих левой и правой рабочих камерах 2. Каналы подвода и отвода представляют собой впускные 15 и выпускные патрубки 16 с соответствующими клапанами. Впускные патрубки 15 с клапанами 11 расположены с внешних протяженных сторон корпуса. Выпускные патрубки 16 с клапанами 12 расположены с торцов корпуса 1 и установлены в противоположном направлении относительно друг друга. Впускные 11 и выпускные 12 клапаны содержат пружину сжатия 14 и прижимной шарик 13.
Электронасосная установка работает следующим образом. При подаче импульса напряжения на обмотку возбуждения 4 возникает магнитный поток, который вызывает одновременно встречное движение входящего 5 и принимающего 6 якорей. При этом якоря, входящий 5 и принимающий 6, синхронно притягиваются к полюсам постоянного магнита 3, происходит их встречное движение. При движении цилиндрическая часть входящего якоря 5 входит в осевую полость принимающего якоря 6. В результате встречного движения якорей 5 и 6 сжимается общая возвратная пружина 7, при этом поршни 10 перемещаются по стенкам цилиндрической части корпуса 1. В это время в левой рабочей камере 2 происходит разряжение воздуха и всасывание охлаждающей жидкости, а в правой рабочей камере происходит сжатие охлаждающей жидкости. При этом сжимается пружина сжатия 14 впускного клапана 11. Прижимной шарик 13 впускного клапана 11 опускается и открывает впускной клапан 11. Через впускной патрубок 15 жидкость поступает в левую рабочую камеру 2. При снятии напряжения с обмотки возбуждения 4 входящий якорь 5 и принимающий якорь 6 под действием силы сжатой возвратной пружины 7 возвращаются в исходное положение. В правой рабочей камере происходит разряжение воздуха. В это же время в левой рабочей камере 2 происходит сжатие жидкости. При этом впускной клапан 11 закрывается при помощи прижимного шарика 13, а выпускной клапан 12 открывается за счет давления жидкости на прижимной шарик 13 и пружину сжатия 14. Жидкость под большим давлением поступает в выпускной патрубок 16 и далее в устройство, к которому подключена заявляемая электронасосная установка. При этом в виду линейного перемещения поршней не создается кавитация жидкости.
Электронасосная установка может быть подключена, например, к радиатору силового трансформатора для принудительного охлаждения обмоток или к тяговому трансформатору железнодорожного транспорта. При подаче серии импульсов напряжения на обмотку возбуждения 4 электронасосная установка работает в импульсном режиме без вибрации, вследствие чего повышается надежность и уменьшается потребляемая мощность.
Наличие якорей 5 и 6 с осевыми стержнями 8 и 9 и поршней, а также рабочих камер 2, позволяет полнее использовать полезный магнитный поток, проходящий через оба якоря 5 и 6 и цилиндрический индуктор. Увеличивается КПД и производительность насоса. Кроме того, конструкция встречно-направленных движений якорей 5 и 6 устраняет сильную вибрацию насоса и повышает его надежность.
Таким образом, уменьшается потребление мощности за счет импульсного питания и повышается надежность.