УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ НАСОСОМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ НАСОСОМ


RU (11) 2257660 (13) C1

(51) 7 H02K44/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003135706/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.12.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.12.08 
(45) Опубликовано: 2005.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2005918 С1, 15.01.1994. SU 1096397 А1, 07.06.1984. SU 1100432 А, 30.06.1984. US 4831289 A, 16.05.1989. DE 2513975 A, 07.10.1976. 
(72) Автор(ы): Халюткин В.А. (RU); Четвериков А.Н. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет (RU) 
Адрес для переписки: 355017, г.Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12, ФГОУ ВПО СтГАУ, ОИС 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ НАСОСОМ

Изобретение относится к устройству для управления электромагнитным насосом с накопительным конденсатором электрической энергии для подъема воды с использованием ветроэлектрических или солнечных фотоэлектрических генераторов. Устройство содержит источник электрической энергии 1, подключенный через управляющие ключи 2 и 7 к электромагнитному насосу 3 с образованием замкнутого контура. В контур включены параллельно источнику 1 конденсаторный накопитель 4 и емкостный делитель, состоящий из последовательно соединенных между собой двух конденсаторов 10 и 11, один из которых 11 подсоединен через диоды 8 и 9 к клеммам обмотки электронасоса 3. Установка снабжена пороговым устройством 5 и формирователем импульсов 6. Изобретение направлено на повышение КПД и производительности установки. 1 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к насосостроению, в частности к устройству для управления электронасосной установкой, работающей совместно с электромагнитным насосом с накопительным конденсатором электрической энергии, которая применяется для подъема воды с использованием ветроэлектрических или солнечных фотоэлектрических генераторов. 

Известно устройство для управления электронасосной установкой с накопительным конденсатором, заряжаемым от источника электрической энергии, содержащее электронный блок, управляющий подключением электромагнитного насоса к конденсатору с образованием замкнутой электрической цепи и его отключением после срабатывания (см. патент А.с. SU 1096397 А, 07.06.84, Бюл. №2/4, а также патент А.с. SU 1100432 А, 30.06.84, Бюл. №24).

Недостатком данного устройства является то что оно не обеспечивает надежной и экономичной работы электронасосной установки, так как, во-первых, содержит датчик положения якоря электромагнитного насоса, который усложняет конструкцию насоса и блока управления и делает зависимой их работу от своей надежности; во-вторых, в электронном блоке не предусмотрено устройства, использующего энергию самоиндукции электромагнитного насоса после его отключения для подзарядки конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для управления электронасосной установкой, используемой для подъема воды и работающей от электрической энергии, вырабатываемой ветроэлектрическими или солнечными фотоэлектрическими генераторами, и содержащей накопительный конденсатор, заряжаемый от указанных электрогенераторов, электромагнитный насос, срабатывающий от энергии накопительного конденсатора, и электронный блок управления, подключающий электромагнитный насос к накопительному конденсатору с фиксированным временем подключения, отключающий электромагнитный насос после срабатывания и направляющий его энергию самоиндукции на подзарядку накопительного конденсатора (см. патент RU 2005918 C1, 15.01.94, Бюл. №1).

В прототипе предложенная принципиальная электрическая схема подзарядки накопительного конденсатора неэффективна по следующей причине (см. фиг. 1, патент RU 2005918 C1, 15.01.94, Бюл. №1). 

При подключении электромагнитного насоса к конденсатору последний быстро разряжается и напряжение на его клеммах резко падает. Следовательно, падает напряжение и на клеммах обмотки электронасоса. Учитывая, что имеется падение напряжение на ключах, а также на пороговом устройстве и формирователе импульсов, становится ясным, что в момент отключения напряжение на клеммах обмотки электромагнитного насоса будет меньше напряжения, чем на клеммах накопительного конденсатора.

В момент отключения электромагнитного насоса в его обмотке возникает ток самоиндукции, а на клеммах - напряжение самоиндукции.

Если бы обмотка не была подключена к накопительному конденсатору, то ток в ней был бы равен нулю, а напряжение самоиндукции значительно возросло и стало бы больше не только напряжения отключения, но и напряжения на клеммах конденсатора в несколько раз. Но этого не происходит, поскольку обмотка электромагнитного насоса постоянно подключена к накопительному конденсатору через диоды в токопроводящем направлении.

Поскольку в момент отключения электронасоса напряжение на клеммах конденсатора больше, чем на клеммах обмотки, то оно будет препятствовать возникновению тока в цепи обмотки, и электромагнитная энергия самоиндукции будет рассеяна в устройстве.

Таким образом, устройство, описанное в прототипе, имеет недостаточный КПД и недостаточно высокую производительность из-за недоиспользования энергии самоиндукции, возникающей в катушке электромагнитного насоса.

Задачей изобретения является повышение КПД и производительности установки. 

Технический результат достигается тем, что в устройстве для управления электромагнитным насосом, содержащем источник электрической энергии, подключенный через управляемые ключи к обмотке электромагнитного насоса с образованием замкнутого контура, а также включенные в последний параллельно указанному источнику, конденсаторный накопитель, пороговое устройство и два диода, согласно изобретению в замкнутый контур параллельно накопительному конденсатору подключен емкостный делитель, состоящий из двух последовательно соединенных конденсаторов, а диоды, подключенные к обмотке электромагнитного насоса, подсоединены к одному из конденсаторов емкостного делителя в проводимой полярности с возможностью сброса энергии индуктивности обмотки на этот конденсатор емкостного делителя в первом полупериоде и невозможностью разряда конденсатора емкостного делителя во втором полупериоде.

Особенность накопительного конденсатора с емкостным делителем состоит в том, что напряжение на клеммах конденсаторов, подключенных между собой последовательно, делится между ними, и оно значительно ниже, чем общее напряжение на клеммах накопительного конденсатора, что дает возможность использовать один из них для поглощения энергии самоиндукции обмотки электрического насоса.

Данная совокупность отличительных признаков и электрических связей не найдена в известных источниках и поэтому предлагаемое техническое решение обладает новизной и имеет более высокий технический результат, заключающийся в повышении КПД и производительности установки. 

На чертеже изображена блок - схема устройства для управления электронасосом.

Устройство содержит источник электрической энергии 1, подключенный через управляющие ключи 2 и 7 к электромагнитному насосу 3 с образованием замкнутого контура, включенные в него параллельно источнику 1 конденсаторный накопитель 4 и емкостный делитель, состоящий из последовательно соединенных между собой двух конденсаторов 10 и 11, один из которых 11 подсоединен через диоды 8 и 9 к клеммам обмотки электронасоса 3. Установка снабжена пороговым устройством 5 и формирователем импульсов 6.

Устройство для управления электронасосом работает следующим образом.

При зарядке накопительного конденсатора 4 до определенной величины пороговое устройство 5 включает формирователь импульсов 6, который открывает ключи 2 и 7, в результате чего обмотка электронасоса 3 подключается к накопительному конденсатору 4 и насос срабатывает, перекачивая порцию воды.

Через строго фиксированное время формирователь импульсов 6 закрывает ключи 2 и 7, отключая обмотку электронасоса 3.

До этого момента электросхема прототипа и заявленного устройства работают одинаково. С этого момента при размыкании ключей 2 и 7 обмотка электронасоса 3 подключается через диоды 8 и 9 не к накопительному конденсатору 4, а к конденсатору 11 емкостного делителя, состоящего из конденсаторов 10 и 11. Напряжение на клеммах конденсатора 11 значительно ниже, чем напряжение на накопительном конденсаторе 4, ток индуктивности пройдет через диоды 8 и 9 и в течение одного полупериода сбросит всю энергию на конденсатор 11. Разряжаться конденсатор 11 на втором полупериоде не может, так как диоды 8 и 9 в обратном направлении ток не пропускают. 

Устройство для управления электронасосом остается в положении ожидания до тех пор, пока конденсатор 4 не зарядится от источника питания 1, после чего цикл повторится.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

1. Полное использование энергии самоиндукции, возникающей в обмотке электромагнита;

2. Повышенный КПД;

3. Повышенная производительность электронасосной установки;

4. Обеспечивает надежную работу электронасосной установки.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство для управления электромагнитным насосом, содержащее источник электрической энергии, подключенный через управляемые ключи к обмотке электромагнитного насоса с образованием замкнутого контура, а также включенные в последний параллельно указанному источнику, конденсаторный накопитель, пороговое устройство и два диода, отличающееся тем, что в замкнутый контур подключен параллельно накопительному конденсатору емкостный делитель, состоящий из двух последовательно соединенных конденсаторов, а диоды, подключенные к обмотке электромагнитного насоса, подсоединены к одному из конденсаторов емкостного делителя в проводимой полярности с возможностью сброса энергии индуктивности обмотки на этот конденсатор емкостного делителя в первом полупериоде и невозможности разряда конденсатора емкостного делителя во втором полупериоде.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru