具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的膜片泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種泵，尤其是一種膜片泵（或稱隔膜泵），并且它可用于泵送氣體和 液體的技術(shù)的不同分支。
【背景技術(shù)】
[0002]所述膜片泵是已知的（1997年6月16日公開的RU4344)，它包括充滿工作液體的 中間室，所述中間室具有被驅(qū)動的膜片，被驅(qū)動的膜片與機(jī)械活塞相聯(lián)接。所述泵還具有泵 送部段、入口閥和出口閥以及工作室。所述工作室具有液壓式被驅(qū)動的膜片，用作中間室和 工作室中間的邊界，并因而分開工作室和中間室。
[0003] 這個已知泵的工作方式如下。與被驅(qū)動的膜片相聯(lián)接的機(jī)械活塞往復(fù)運動。當(dāng)運 動到工作室時，所述活塞抽拉被驅(qū)動的膜片、中間室中的液體、和液壓式被驅(qū)動的膜片。結(jié) 果，在工作室中造成降壓。此后，泵送部段的入口閥打開，泵送液體被吸入工作室。在到達(dá)止 點后，所述活塞開始逆向運動。同時，入口閥關(guān)閉，出口閥打開。被驅(qū)動的膜片受到活塞的 牽引，推動工作液體，所述工作液體又推動液壓式被驅(qū)動的膜片，因而工作室的體積減小， 泵送液體被經(jīng)由出口閥排出工作室。
[0004] 這種泵的缺陷是因機(jī)械驅(qū)動和需要定期維護(hù)而引起低效率，在定期維護(hù)時需要拆 開泵及檢查泵的零件。除此之外，所述泵也不能提供對瞬間流速高精度的計量功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是改進(jìn)所述泵以排除上述缺陷。
[0006] 改進(jìn)后的技術(shù)效果是現(xiàn)場控制膜片的操作性、高精度計量流速及使能量損失達(dá)到 最小。
[0007] 上述技術(shù)效果借助于一種膜片泵實現(xiàn)。所述膜片泵包括驅(qū)動磁力系統(tǒng)和至少一個 泵送部段，所述泵送部段包括入口閥和出口閥及具有被驅(qū)動的膜片的工作室。所述膜片泵 附加地具有驅(qū)動室，所述驅(qū)動室利用被驅(qū)動的膜片而與工作室隔開，并且所述驅(qū)動室是導(dǎo) 電液體填充且其兩個對置壁是連接到電源的電極。
[0008] 低溫熔點金屬和/或合金可用作導(dǎo)電液體。
[0009] 一回路包括電源和壁式電極及導(dǎo)電液體，所述回路可用作驅(qū)動磁力系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0010] 在附圖中，
[0011 ] 圖1表不設(shè)備的原理不意圖；
[0012] 圖2表示驅(qū)動磁力系統(tǒng)的變型。
【具體實施方式】
[0013] 具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器（magnetohydrodynamicdrive,縮寫為MHD)的膜片泵 具有入口閥1、出口閥2和工作室3,工作室3具有被驅(qū)動的膜片4;膜片泵還具有被驅(qū)動室 5,被驅(qū)動室5是由導(dǎo)電液體填充且具有壁式電極6。
[0014]本發(fā)_要求保護(hù)的泵的工作方式如下
[0015] 磁流體動力學(xué)驅(qū)動器提供被驅(qū)動的膜片4的往復(fù)運動。
[0016] 當(dāng)被驅(qū)動的膜片4沿從工作室3離開的方向運動時，被驅(qū)動的膜片4引起工作室3中降壓。在被驅(qū)動的膜片4運動的同時，入口閥1打開，并且泵送液體（氣體）被吸入工 作室3中。此后，出口閥2關(guān)閉。在到達(dá)止點后，入口閥1關(guān)閉，并且出口閥打開。被驅(qū)動 的膜片4被磁流體動力學(xué)驅(qū)動器朝向工作室3的方向牽引，使工作室3的體積減小并且將 泵送流體（氣體）經(jīng)由出口閥2噴出工作室。
[0017]泵的磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的工作方式如下
[0018] 當(dāng)電源接通時，電極6之間通過導(dǎo)電液體維持電流。驅(qū)動磁力系統(tǒng)提供一具有與 電流分量非零正交的磁場。根據(jù)安培定律# = [|]1；*^_^^，式中，電流密度^和磁場電感 5的矢量積被積分，電流和磁場之間的交互作用在液體中產(chǎn)生電磁力。在這里，體積的積分 是液體中電流的積分。電磁力作用在導(dǎo)電液體上，使導(dǎo)電液體運動以便通過安培定律限定 方向，并且液體又對被驅(qū)動的膜片4施加作用力以使被驅(qū)動的膜片4運動。力的方向取決 于電流和磁場的相互方向。電磁力的幅值和方向的改變提供被驅(qū)動的膜片4的前行或往復(fù) 運動。
[0019] 磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的下面變型可能取決于驅(qū)動磁力系統(tǒng)的類型。
[0020] 實例1。驅(qū)動磁力系統(tǒng)產(chǎn)生永久磁場。在這種情形下具有永久磁體或電磁線圈，和 磁芯，所述磁芯具有正交于被驅(qū)動室5的電極6的磁極。所述電磁線圈從直流電源得到電 力。當(dāng)使用永久磁場時，導(dǎo)電液體的和被驅(qū)動膜4的往復(fù)運動因而由交變電流提供。
[0021] 實例2。電源是直流電源，在被驅(qū)動室5的電極6之間提供直流電。當(dāng)使用直流電 時，被驅(qū)動的膜片4的往復(fù)運動由磁場的交變來提供。驅(qū)動磁力系統(tǒng)包括電磁線圈和磁芯， 所述磁芯具有正交于被驅(qū)動室5的電極6的磁極。所述電磁線圈從自身的交流電源得到電 力。電磁線圈中的交變電流在被驅(qū)動室5中提供交變場，并因而提供導(dǎo)電液體的和被驅(qū)動 膜4的往復(fù)運動。
[0022] 實例3。電源是交流電源，且在被驅(qū)動室5的電極6之間提供交流電流。驅(qū)動磁力 系統(tǒng)包括電磁線圈和磁芯，所述磁芯具有正交于被驅(qū)動室5的電極6的磁極。所述電磁線 圈從自身的交流電源得到電力。交變電流和交變磁場的結(jié)合使導(dǎo)電液體和被驅(qū)動膜4的運 動遵循不同的定律，這可用于專門用途。
[0023] 實例4。電源是交流電源，在被驅(qū)動室5的電極6之間提供交流電流。被驅(qū)動室中 的磁場僅由液體中的電流產(chǎn)生。在這種情形下，電極6是相互平行的盤，且電流的方向恰好 與電極的軸線重合。軸向電流產(chǎn)生方位磁場且與它相互作用。電磁力是電流與它自身的磁 場相互作用的結(jié)果，且所述電磁力總是沿徑向指向與電流方向無關(guān)的軸線。
[0024] 當(dāng)導(dǎo)電液體在被驅(qū)動室5中沿橫向移動，在液體中感應(yīng)得到磁場EMF，E=v*1， 式中，v是正交于磁場的液體速度分量，B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，1是電極6之間的距離。EMF的產(chǎn) 生和電流限定泵的有效功率。因為EMF與速度成正比，而速度又與泵的流速成正比，因而 EMF與泵的流速成正比。作為與電有關(guān)的值，EMF和流速因而可被高精度地測量。
[0025] 如電流和磁場的與電有關(guān)的值容易管理，這允許在非常寬的范圍中便捷、快速和 精確地操縱流速。
[0026] 此外，EMF的控制允許現(xiàn)場控制膜片的操作性，即在泵工作過程中。人們可通過管 理電流和磁場來設(shè)定維護(hù)膜片的運動的必要定律。膜片的損壞導(dǎo)致設(shè)定定律的改變，因而 導(dǎo)致EMF的測量值的改變。比較EMF的實際值與必須對應(yīng)維護(hù)膜片的值可迅速發(fā)現(xiàn)膜片是 否被損壞。這允許最佳在膜片的使用壽命內(nèi)不太早地執(zhí)行技術(shù)服務(wù)，但不太遲地阻止膜片 破裂的不希望的結(jié)果。
【主權(quán)項】
1. 一種具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的膜片泵，包括至少一個泵送部段，所述泵送部段包 括入口閥和出口閥及具有被驅(qū)動的膜片的工作室，所述膜片泵附加地包括驅(qū)動磁力系統(tǒng)和 驅(qū)動室，所述驅(qū)動室借助于被驅(qū)動的膜片而與所述工作室隔開，并且所述驅(qū)動室是由導(dǎo)電 液體填充且其兩個對置壁是連接到電源的電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的膜片泵，其特征在于，低熔點金 屬和/或合金被用作導(dǎo)電液體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的膜片泵，其特征在于，所述膜片 泵具有驅(qū)動磁力系統(tǒng)，所述驅(qū)動磁力系統(tǒng)構(gòu)成了包括電源、被驅(qū)動室的壁式電極、及導(dǎo)電液 體在內(nèi)的回路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種泵，尤其是膜片泵，它能夠使用在泵送液體或氣態(tài)介質(zhì)的工程技術(shù)的各分支中。具有磁流體動力學(xué)驅(qū)動器的膜片泵包括至少一個的泵送部段，所述泵送部段具有入口閥、出口閥及帶有被驅(qū)動膜的工作室。而且根據(jù)本發(fā)明所述的泵還具有驅(qū)動室和控制磁系統(tǒng)，所述驅(qū)動室用被驅(qū)動膜而與所述工作室隔開，并且所述驅(qū)動室充滿導(dǎo)電液體，所述驅(qū)動室的兩個相對置的壁是連接到電源的電極。低熔點金屬和/或合金可用作導(dǎo)電液體。這個技術(shù)方案能夠遠(yuǎn)程(不拆卸)監(jiān)測所述設(shè)備的傳遞元件的狀態(tài)并且保證高精度地計量被泵送介質(zhì)和使驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的能量損失達(dá)到最小。
【IPC分類】H02K44/02, F04B43/04
【公開號】CN104995408
【申請?zhí)枴緾N201380068139
【發(fā)明人】S·A·瓦西列夫
【申請人】S·A·瓦西列夫
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2013年12月12日
【公告號】WO2014104935A1