RU2622221C1

RU2622221C1 - Peristaltic pump

Info

Publication number: RU2622221C1
Application number: RU2016123670A
Authority: RU
Inventors: Салават Адегамович Латыпов
Original assignee: Салават Адегамович Латыпов
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-06-13

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: pump contains a central bodies, united among themselves and within the elastic bodies, which, in turn, are within hydraulic chambers. Electromagnets are located along the axis of the pump. Anchor electromagnets are associated with piston mounted on hydraulic fluid filled chambers. Electromagnets are mounted with their axes along the axis of the central body.

EFFECT: increasing the power of electromagnets in the pump in small diameter wells.

8 dwg

Description

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.The invention relates to peristaltic pumps with an electromagnetic drive and is intended for use in the oil industry, in particular when taking fluid from a well, can also be used in other industries and agriculture.

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).Known borehole peristaltic pump, including an elastic pipe and a pressure element that interacts with the outer surface of the elastic pipe with a force sufficient to cause a peristaltic effect. The elastic pipeline is placed in the cavity installed in the holder bore so that part of it extends beyond the dimensions of the holder, and the pressure element is made in the form of a volumetric body with a cylindrical contact surface, reinforced with the possibility of reciprocating movement along the elastic pipe and interacting with the part protruding from the holder its surface, while the dimensions of the volumetric body and the cage are selected from the condition of filling the cavity of the casing with an elastic pipe in the zone of interaction between the volumetric body and the elastic pipeline (see. Patent RU №2382901 IPC F04B 43/12).

Основным недостатком такого насоса является сложность конструкции, ненадежность в работе и низкий КПД.The main disadvantage of such a pump is the design complexity, unreliability in operation and low efficiency.

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).Known peristaltic pump containing a receiving hole, at least one chamber, an elastic ferromagnetic body and an electromagnetic system formed by inductors located on the magnetic circuit along the chamber, which are energized with the possibility of moving the magnetic field along the axis of the chamber, at least one elastic ferromagnetic body is made or covering, or covered by inductors, in the form of freely moving in a lubricating, for example, magnetic fluid, ferromagnetic, for example, balls, which enclosed in a sealed elastic shell, and the magnetic circuit of the inductors is made with the possibility of transporting ferromagnetic, for example, balls to its original position (see patent RU No. 2114321, IPC F04B 43/12).

Недостатком такого перистальтического насоса является сложность конструкции, дороговизна, ненадежность. Затруднительность создания больших давлений в перекачиваемой жидкости. Большой прогиб диафрагмы. Невозможность получения необходимых характеристик при применении данного насоса в скважинах для добычи нефти.The disadvantage of such a peristaltic pump is the complexity of the design, high cost, unreliability. The difficulty of creating high pressures in the pumped liquid. Large deflection of the diaphragm. The inability to obtain the necessary characteristics when using this pump in wells for oil production.

Была поставлена задача на выполнение конструкции насоса такой, чтобы снизить прогиб диафрагм, увеличить давление перекачиваемой жидкости. Создать работоспособную конструкцию перистальтического насоса для добычи нефти из скважины.The task was set to design the pump so as to reduce the deflection of the diaphragms, increase the pressure of the pumped liquid. Create a workable design of a peristaltic pump for oil production from a well.

Указанная задача решается тем, что 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, и электромагниты установлены своими осями вдоль оси центрального тела.This problem is solved by the fact that a peristaltic pump containing central bodies interconnected and located inside elastic bodies, which, in turn, are inside the hydraulic chambers, electromagnets located along the axis of the pump, while the armature of the electromagnets are connected to pistons mounted on hydraulic chambers filled with liquid, and electromagnets are mounted with their axes along the axis of the central body.

В заявляемом перистальтическом насосе новым существенным признаком, отсутствующим в известных аналогах и прототипе, является установка электромагнитов своими осями вдоль оси центрального тела.In the inventive peristaltic pump, a new significant feature that is absent in the known analogues and prototype is the installation of electromagnets with their axes along the axis of the central body.

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».Analysis of known technical solutions for scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the claimed technical solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Заявляемое изобретение соответствует признаку «изобретательский уровень», так как новая совокупность существенных признаков, неизвестная ранее, позволяет получить новый технический результат - снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины.The claimed invention meets the sign of "inventive step", since a new set of essential features, previously unknown, allows to obtain a new technical result - reducing the deflection of the diaphragms, increasing the pressure of the pumped liquid, creating a workable design of the peristaltic pump for oil production from the well.

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: снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины. Это свидетельствует о том, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. оно соответствует критерию «изобретательский уровень».Verification of the compliance of the invention with the requirement of an inventive step, which was carried out with respect to the combination of its essential features, showed that the prior art did not reveal the effect prescribed by the proposed technical solution of the conversion, characterized by significant features distinctive from the prototype, on the achievement of the technical result: reducing the deflection of the diaphragms, increasing the pressure of the pumped liquid, creating a workable design of the peristaltic pump for production efti from the well. This indicates that the invention does not follow explicitly from the prior art, i.e. it meets the criterion of "inventive step".

Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертежах:The invention is illustrated in the drawings:

на Фиг. 1 схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру;in FIG. 1 schematically shows a longitudinal section of a peristaltic pump with one electromagnet for each hydraulic chamber;

на Фиг. 2 схематично изображен поперечный разрез А-А перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру на фиг. 1;in FIG. 2 schematically shows a cross-section AA of a peristaltic pump with one electromagnet for each hydraulic chamber in FIG. one;

на Фиг. 3 схематично изображен продольный разрез Б-Б перистальтического насоса с одним электромагнитом на каждую гидравлическую камеру на фиг. 2;in FIG. 3 schematically shows a longitudinal section BB of a peristaltic pump with one electromagnet for each hydraulic chamber in FIG. 2;

на Фиг. 4 схематично изображен продольный разрез перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру;in FIG. 4 schematically shows a longitudinal section of a peristaltic pump with several electromagnets for each hydraulic chamber;

на Фиг. 5 схематично изображен поперечный разрез В-В перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 4;in FIG. 5 schematically shows a cross-section BB of a peristaltic pump with several electromagnets for each hydraulic chamber in FIG. four;

на Фиг. 6 схематично изображен продольный разрез Г-Г перистальтического насоса с несколькими электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 5;in FIG. 6 schematically shows a longitudinal section G-G of a peristaltic pump with several electromagnets for each hydraulic chamber in FIG. 5;

на Фиг. 7 схематично изображен вариант поперечного разреза В-В перистальтического насоса с несколькими подковообразными электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 4;in FIG. 7 schematically depicts a cross-sectional view BB of a peristaltic pump with several horseshoe-shaped electromagnets for each hydraulic chamber in FIG. four;

на Фиг. 8 схематично изображен вариант продольного разреза Г-Г перистальтического насоса с несколькими подковообразными электромагнитами на каждую гидравлическую камеру на фиг. 5.in FIG. 8 schematically shows an embodiment of a longitudinal section GG of a peristaltic pump with several horseshoe-shaped electromagnets for each hydraulic chamber in FIG. 5.

Перистальтический насос содержит соединенные между собой, жестко или гибко, отдельные секции, каждая из них содержит центральное тело 1, установленное внутри эластичного тела 2. Центральное тело 1 и эластичное тело 2 находятся внутри гидравлической камеры 3. Гидравлическая камера 3 заполнена жидкостью 4. Вдоль оси установлен 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. Вся конструкция секции насоса находится внутри корпуса 12. Между центральным телом 1 и эластичным телом 2 находится перекачиваемая жидкость 13.The peristaltic pump contains separate sections, rigidly or flexibly, each of which contains a central body 1 installed inside the elastic body 2. The central body 1 and the elastic body 2 are located inside the hydraulic chamber 3. The hydraulic chamber 3 is filled with liquid 4. Along the axis an electromagnet 5 is installed, consisting of a core 6, a winding 7, a magnetic circuit 8, an armature 9. A piston 10 is installed on the armature 9, made of non-magnetic material. Between the core 6 with the magnetic circuit 8 and the armature 9 there is one or several springs 11. The entire structure of the pump section is located inside the housing 12. Between the central body 1 and the elastic body 2 there is a pumped liquid 13.

Обмотка 7 электромагнита 5 может обхватывать гидравлическую камеру 3.The winding 7 of the electromagnet 5 can wrap around the hydraulic chamber 3.

Воздействующих на якорь 9 электромагнитов 5 может быть более одного.Acting on the anchor 9 electromagnets 5 may be more than one.

Один или несколько электромагнитов 5 могут быть подковообразными.One or more electromagnets 5 may be horseshoe-shaped.

Перистальтический насос работает следующим образом.The peristaltic pump operates as follows.

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 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 4, находящуюся внутри гидравлической камеры 3. Жидкость 4 прижимает эластичное тело 2 к центральному телу 1, выдавливая перекачиваемую жидкость 13. 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 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 13. Так как происходит волнообразное выдавливание от одной гидравлической камеры 3 к другой гидравлической камере 3 перекачиваемой жидкости 13 в одном направлении, то происходит перетекание перекачиваемой жидкости 13 в данном направлении.A wave-like electric current is supplied to the electromagnets 5 (a current source is not shown conditionally), sequentially turning the electromagnets on and off 5. When an electric current is applied to the electromagnet 5, the core winding 6 with the magnetic core 8 attracts the armature 9 to itself. The armature 9 acts on the piston 10 , which in turn acts on the liquid 4 inside the hydraulic chamber 3. The liquid 4 presses the elastic body 2 against the central body 1, squeezing out the pumped liquid 13. When the electromagnet 5 is turned off, the armature 9 p Due to the action of compressed springs 11, it departs from the core 6 with the magnetic circuit 8. Due to the decrease in pressure inside the hydraulic chamber 3, the elastic body 2 moves away from the central body 1 and the next portion of the pumped fluid 13 enters the free space between the elastic body 2 and the central body 1. as there is a wave-like extrusion from one hydraulic chamber 3 to another hydraulic chamber 3 of the pumped liquid 13 in one direction, then the pumped liquid 13 flows in this direction and.

В определенных случаях вместо жидкости 4, находящейся внутри гидравлической камеры 3, можно использовать сжатый воздух или газ.In certain cases, instead of the fluid 4 inside the hydraulic chamber 3, compressed air or gas can be used.

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 снижение прогиба диафрагм, увеличение давления перекачиваемой жидкости, создание работоспособной конструкции перистальтического насоса для добычи нефти из скважины, подтверждена приведенными чертежами и описанием конструкции перистальтического насоса в статическом состоянии и в действии.The inventive peristaltic pump can be manufactured on standard equipment from known materials using known technologies. The possibility of carrying out the invention and providing a technical result aimed at reducing the deflection of the diaphragms, increasing the pressure of the pumped liquid, creating a workable design of the peristaltic pump for oil production from the well, is confirmed by the drawings and description of the design of the peristaltic pump in a static state and in action.

Это свидетельствует о том, что изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».This indicates that the invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims

A peristaltic pump containing central bodies interconnected and located inside elastic bodies, which, in turn, are located inside the hydraulic chambers, electromagnets located along the axis of the pump, while the armature of the electromagnets are connected to pistons mounted on hydraulic chambers filled with liquid, characterized in that the electromagnets are mounted with their axes along the axis of the central body.