ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки токсичных, радиоактивных, агрессивных, биологически чистых и других жидкостей.

Известен перистальтический насос, содержащий корпус, размещенную на нем на опорной поверхности трубчатую эластичную рабочую камеру, взаимодействующую с роликами ротора, и устройства фиксации концов трубчатой камеры в корпусе (А. с. СССР N 973924, 1980).

Устройства фиксации концов трубчатой камеры усложняют конструкцию насоса в целом и усложняет работу по замене трубчатой камеры, которая очень часто выходит из строя.

Наиболее близким по технической сущности является насос перистальтического типа, содержащий герметичный корпус, в полости которого размещена рабочая камера в виде эластичного разделительного элемента, пережимаемого роликами, установленными на осях в роторе, в полости корпуса установлен пакет колец с зазорами между соседними кольцами, причем каждое кольцо имеет срез, на который опирается разделительный эластичный элемент, а ролики ротора выполнены в виде набора дисков, входящих в упомянутые зазоры.

Этот насос также имеет очень сложную конструкцию из-за наличия пакета колец с фигурными срезами на торцах, причем срезы на каждом кольце имеют индивидуальную конфигурацию, что усложняет их изготовление; выполнение роликов в виде набора дисков и наличие подшипников, усложняет изготовление вала, требует расхода стали повышенной прочности и удороживает конструкцию в целом. Кроме того, выполнение рабочей камеры в виде эластичного разделительного элемента усложняет условия эксплуатации насоса, т. к. при замене рабочей камеры необходимо снимать крышку и каким-то образом крепить к ней верхнюю половину эластичного элемента.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и КПД. Это достигается тем, что в перистальтическом насосе, содержащем корпус, в полости которого размещена эластичная рабочая камера, пережимаемая роликами, установленными внутри корпуса, последний выполнен в виде двух вертикальных щек со вставкой между ними, щеки выполнены со сквозными отверстиями круглой формы, в одной из щек выполнена кольцевая проточка, в которой свободно посажен венец с внутренними зубьями, взаимодействующий с планетарными роликами, выполненными с шестернями на концах, ролики расположены вокруг ротора и входят в зацепление с шестернями на концах ротора, на хвостовике последнего установлена дополнительная шестерня, входящая в зацепление с шестерней привода, между щеками установлены кассеты с трубчатыми эластичными камерами (шлангами), каждая кассета выполнена в виде П-образной рамки с подвижной скобой на ее вертикальных стойках, последние имеют продольные прорези для прохода штанга, при этом каждая кассета имеет устройство регулирования силы пережимания шланга.

Вертикальные стойки П-образной рамки выполнены дополнительно с поперечными пазами в нижней части, а между щеками с двух сторон, также в нижней части, установлены фиксаторы в виде стержней, входящих в указанные пазы.

Устройство регулирования силы пережимания шланга выполнено в виде винта с двумя ползунами, смонтированными в верхней части П-образной рамки, при этом нижние плоскости ползунов выполнены скошенными и этими плоскостями ползуны установлены на верхнюю поверхность подвижной скобы, имеющей двойной уклон от центра к периферии.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый перистальтический насос отличается тем, что в торце корпуса вмонтирован венец с внутренними зубьями, взаимодействующими с пережимающими шланг планетарными роликами, выполненными с шестернями на концах, ролики расположены вокруг ротора и входят в зацепление с шестернями на концах ротора, на хвостовике последнего установлена дополнительная шестерня, входящая в зацепление с шестерней привода, между щеками установлены кассеты с шлангами, каждая кассета выполнена в виде П-образной рамки с подвижной скобой на ее вертикальных стойках, последние имеют продольные прорези для прохода шланга, при этом каждая кассета имеет устройство регулирования силы пережимания шланга. Таким образом предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т. е. насосостроении, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существующими признаками в предлагаемом перистальтическом насосе, и признать предлагаемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен перистальтический насос, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - кассета; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4.

Перистальтический насос содержит корпус, выполненный в виде двух щек 1 и 2 со сквозными отверстиями и вставки 3 между щеками. Щеки 1 и 2 и вставка 3 соединены между собой шпильками 4. В щеке 1 выполнена проточка, в которую свободно посажен венец 5 с внутренними зубьями. Внутри корпуса установлены планетарные ролики 6 с шестернями 7 и 8 на концах. Шестерни 7 входят в зацепление с зубьями венца 5 и шестерней 9 на конце ротора 10, имеющего больший диаметр, чем планетарные ролики, а шестерни 8 входят в зацепление с шестерней 11, выполненной на противоположном конце ротора 10. На хвостовике последнего, рядом с шестерней 11 установлена шестерня 12, входящая в зацепление с шестерней привода (не показаны). В корпусе вставлены кассеты, представляющие собой П-образную рамку из упругого металла, в вертикальных стойках 13 которых выполнены продольные прорези 14 для шланга 15 и поперечные пазы 16 на концах для фиксации кассеты в корпусе, для чего стойки 13 введены в зацепление пазами 16 с фиксаторами 17 в виде двух стержней, установленных между щеками 1 и 2 по обе стороны корпуса. Стойки 13 служат одновременно направляющими для скобы 18, подпружиненной пружинами 19. В верхней части П-образной рамки установлены регулировочный винт 20 с ползунами 21. У ползунов нижние плоскости скошены и этими плоскостями они опираются на наружную поверхность скобы 18, имеющей двойной уклон от центра к периферии.

Ширина прорезей 14 в каждой кассете может быть выполнена разной, для установки в кассеты штанга разного диаметра.

Работает насос следующим образом.

Трубчатую камеру (шланг) 15 укладывают в кассету и вставляют ее ножками 13 между щеками 1 и 2 корпуса. Один конец шланга 15 подсоединяют к емкости с перекачиваемой жидкостью, второй конец - к приемной емкости. Винтами 20 регулируют зазор между планетарными роликами 6 и рабочей поверхностью скобы 18, при этом при сближении ползунов 21 зазор уменьшается, что увеличивает силу пережимания трубчатой камеры. При включении привода крутящий момент передается шестерней 18 ротору 10, а последний через трубчатые передачи 11, 8 и 9, 7 вращает планетарные ролики 6, которые опираясь и входя в зацепление шестернями 7 с зубчатым венцом 5 вращаются вокруг ротора 10. Ролики 6, поочередно подходя к верхней точке, максимально пережимают шланг 15, и проталкивают по ходу движения жидкость в шланге.

Регулировочным устройством (винт 20 - ползуны 21) регулируют зазор между рабочей поверхностью скобы 18 и планетарными роликами 6 в случае использования шлангов с разной толщиной стенки, упругости материала, из которого изготовлены шланги (резина, силикон, поливинил и др. ), а также при небольшом различии диаметра шлангов.

В насосе можно использовать одну кассету или одновременно несколько, можно одновременно перекачивать разнородные жидкости. Насос прост конструктивно и в изготовлении, в нем отсутствуют подшипники качения и узлы трения, отсутствуют узлы, требующие смазки, все детали, кроме П-образной рамки кассеты и регулировочных винтов, выполненных из полимерных материалов, поэтому насос стерилен и пригоден для перекачки стерильной жидкости. Выполнение зубчатого венца самостоятельной деталью, упрощает его изготовление, кроме этого, свободная посадка венца в проточке корпуса дает дополнительный эффект и способствует повышению КПД насоса. Это достигается за счет того, что ролики 6 достигнув верхней точки притормаживания и проворачивают на небольшой угол венец 5, в результате усилие на преодоление верхней точки роликами 6 значительно уменьшается по сравнению с тем, что венец 5 был бы закреплен в корпусе неподвижно или выполнен как единое целое с корпусом. Как показали исследования, только за счет установки венца со свободной посадкой экономится 7% эл. энергии. Кроме того, ролики 6 в верхней точке не скользят по шлангу, а прокатываются, поэтому шланг не перетирается и служит более длительное время. (56) Авторское свидетельство СССР N 393473, кл. F 04 B 43/12, 1971.

Использование: в насосостроении для перекачки токсичных, радиактивных, агрессивных, биологически чистых и других жидкостей. Сущность изобретения: корпус насоса выполнен в виде двух вертикальных щек с вставкой между ними. Щеки выполнены со сквозными отверстиями круглой формы. В одной из щек выполнена кольцевая проточка, в которой свободной посажен венец с внутренними зубьями, взаимодействующий с планетарными роликами, выполненными с шестернями на концах. Ролики расположены вокруг ротора и входят в зацепление с шестернями на концах ротора. На хвостовике последнего установлены дополнительная шестерня, входящая в зацепление с шестерней привода, между щеками установлены кассеты с шлангами, каждая кассета выполнена в виде П-образной рамки с подвижной скобой на ее вертикальных стойках, последние имеют продольные прорези для прохода шланга. Каждая из кассет имеет устройство регулирования силы пережимания шланга. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий корпус, в полости которого размещена эластичная рабочая камера, перемещаемая роликами, установленными в корпусе, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности и КПД, корпус выполнен в виде двух вертикальных щек со вставкой между ними, щеки выполнены со сквозными отверстиями круглой формы, в одной из щек выполнена кольцевая проточка, в которой свободно посажен венец с внутренними зубьями, взаимодействующий с планетарными роликами, выполненными с шестернями на концах, ролики расположены вокруг ротора и входят в зацепление с шестернями на концах ротора, на хвостовике последнего установлена дополнительная шестерня, входящая в зацепление с шестерней привода, между щеками установлены кассеты с трубчатыми эластичными камерами, каждая кассета выполнена в виде П-образной рамки с подвижной скобой на ее вертикальных стойках, последние имеют продольные прорези для прохода шланга, при этом каждая кассета выполнена с устройством регулирования силы пережимания шланга. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные стойки П-образной рамки выполнены дополнительно с поперечными пазами в нижней части, а между щеками с двух сторон также в нижней части установлены фиксаторы в виде стержней, входящих в указанные пазы. 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что устройство регулирования силы пережимания шланга выполнено в виде винта с двумя ползунами, смонтированными в верхней части П-образной рамки, при этом нижние полости ползунов выполнены скошенными и этими плоскостями установлены на верхнюю поверхность подвижной скобы, имеющей двойной уклон от центра к периферии.