МЕМБРАННЫЙ ПНЕВМОПРИВОДНОЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1994 года по МПК F04B43/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении мембранных насосов двойного действия.

Из патентной и технической литературы известен мембранный насос, содержащий две мембраны, корпус, первый и второй золотники, узлы стопорения (патент США N 2679200). Недостатком которого является то, что для второго золотника требуется стопорение под нагрузкой, при которой второй золотник каждый раз находится в крайних положениях. Такое стопорение представляет собой подверженную износу деталь, что влияет на продолжительность эксплуатации насоса. Существенность недостатка этого насоса, присущего и другим подобным известным насосом (см. патент ФРГ N 1138637) состоит в том, что при зажиме или нагрузке листовых подвесов возникает волнообразное снижение работы насоса.

Эти недостатки присущи конструкциям по патентам ФРГ N 875179, 697943, 275969.

Указанные недостатки устранены в мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные соединительным стержнем, золотниковое устройство в виде первого подвижного распределительного золотника с запорными механизмами, второго подвижного золотника с подводящими каналами, при этом подводящие каналы второго золотника и запорные элементы первого золотника расположены так, что при встречном (противоположном) перемещении между первым и вторым золотником освобождаются подводящие каналы с большим поперечным сечением, которое после достижения максимума снова уменьшаются до нуля.

Данный насос имеет следующие недостатки:
1) для фиксирования первого золотника выбирается определенное трение, которое обеспечивается соотношениями размеров, а также уплотнениями, однако в связи с постоянным движением золотника он подвергается износу, поэтому уменьшается сила трения, влияющая на продолжительность работы механизма переключения и насоса, так как при уменьшении силы трения первый золотник будет сдвигаться под действием давления воздуха, и ход мембраны будет неполным;
2) переключение подачи воздуха обеспечивается двумя золотниками, имеющими два подвижных элемента, перемещающихся друг по другу и в цилиндрической втулке, что требует высокой точности изготовления и может приводить к заклиниванию, а также приводит к износу. Наличие двух подвижных элементов требуют также введение дополнительных уплотнений.

Целью изобретения является устранение этих недостатков, а именно повышение надежности и эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции мембранного насоса двойного действия, содержащем корпус с каналами, входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные друг с другом соединительным стержнем, которые делят мембранные камеры на приводные и напорные камеры подачи, цилиндрическую втулку с отверстиями, золотниковое устройство выполнено в виде направляющей оси с кольцевыми проточками и продольными каналами, а со стороны торцевых поверхностей цилиндрической втулки установлены кольцевые втулки, в которых выполнены камеры и отверстия, образующие с торцевыми поверхностями кольцевых проточек направляющей оси камеры поджатия, при этом в крайних положениях направляющей оси напорные камеры подачи поочередно сообщаются через отверстия в цилиндрической втулке и кольцевые проточки в направляющей оси с входными и выходными отверстиями корпуса, а напорные камеры и отверстия кольцевых втулок с камерами направляющей оси и через отверстия с цилиндрической втулки - с выходными отверстиями корпуса.

Повышение надежности обеспечивается за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение направляющей оси, достигаемого за счет поджатия направляющей оси в крайних положениях давлением воздуха из камер поджатия и использования одного перемещающегося элемента.

Повышение эксплуатационных характеристик:
1) снижение пульсаций перекачиваемой среды обеспечивается за счет повышения скорости переключения подачи воздуха в приводные камеры, достигаемого за счет использования одного переключающего подвижного элемента направляющей оси и переключения за счет давления подаваемого из камер поджатия,
2) уменьшение числа быстро изнашиваемых элементов за счет использования одного перемещающегося элемента - направляющей оси.

На фиг.1 и 2 изображена предложенная конструкция.

Мембранный насос двойного действия содержит корпус 1, с входными 2 и выходными 3 отверстиями, каналами 4, мембраны 5, делящие мембранные камеры на приводные 6 и напорные 7, соединительный стержень 8, золотниковое устройство в виде направляющей оси 9 с кольцевыми проточками 10 и продольными каналами 11, цилиндрическую втулку 12 с отверстиями 13, кольцевыми проточками 14, кольцевые втулки 15 с камерами 16 и отверстиями 17, напорные камеры 18 кольцевых втулок.

Работает мембранный насос следующим образом. На фиг.1 представлено положение, при котором сжатый воздух через входное отверстие 2 корпуса 1, кольцевые проточки 14 и отверстия 13 в цилиндрической втулке 12, кольцевые проточки 10 в направляющей оси 9 канала 4 поступает в правую приводную камеру 6. Под действием давления, создаваемого сжатым воздухом, правая мембрана 5 начинает перемещаться, проводя вытеснение перекачиваемого продукта из правой камеры 7, одновременно левая мембрана 5, соединенная через соединительный стержень 8 с правой мембраной, создает разрежение в левой камере 7, в которую за счет разности давления поступает перекачиваемый продукт. При этом левая приводная камера 6 через каналы 4, кольцевые проточки 14, отверстия 13 в цилиндрической втулке 12, кольцевые проточки 10 в направляющей оси 9, выходные отверстия 3 в корпусе 1 связана с атмосферой и обеспечивает сброс сжатого воздуха из левой приводной камеры.

Фиксирование направляющей оси 9 обеспечивается давлением сжатого воздуха из правых камер 16, 18. Сжатый воздух поступает в момент переключения направляющей оси 9 из приводной камеры 6, в которую подается сжатый воздух через каналы 11. Сообщение камер из камер 16, 16 постепенно сбрасывается через отверстия 13, кольцевые проточки 10 и выходные отверстия 3. При этом выбираются такие площади прохода отверстий 13 (регулируется перекрытием поверхности направляющей оси 9), чтобы давление снижалось за время хода мембраны и обеспечивало поджатие направляющей оси 9 и не препятствовало ее следующему переключению.

При достижении левой мембраной 5 направляющей оси 9, левая мембрана 5 перемещает направляющую ось до момента соединения правой напорной камеры 6, через каналы 4, кольцевую проточку 14, отверстия 13, кольцевую проточку 10, канал 11 с камерой 16, при этом сжатый воздух из правой напорной камеры 6 поступает в камеру 16 и через отверстия 17 в камеру 18 и создаваемым давлением на торцевую поверхность направляющей оси 9 перемещает в крайнее правое положение (см. фиг.2), обеспечивая одновременно ее фиксирование, при этом усилие поджатия уменьшается по времени за счет стравливания воздуха через отверстия 13, кольцевую проточку 14 и выходное отверстие 3.

После перемещения направляющей оси 9 происходит переключение подачи воздуха 8 левую напорную камеру 7, а правая напорная камера 6 соединяется с атмосферой. Дополнительная работа насоса повторяется.

Использование предлагаемой конструкции позволяет:
1) повысить надежность работы насоса за счет исключения влияния давления в приводных камерах и использования одного перемещающегося элемента;
2) повысить эксплуатационные характеристики:
3) снизить пульсации и уменьшить число быстро изнашиваемых элементов. (56) Патент ФРГ N 1813712,кл. F 04 B 43/06, 1970.

Использование: при изготовлении мембранных насосов двойного действия. В мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с каналами, входными и выходными отверстиями, соединенные стержнем две мембраны, которые делят мембранные камеры на приводные и напорные камеры подачи, цилиндрическую втулку с отверстиями, золотниковое устройство выполнено в виде направляющей оси с кольцевыми проточками и продольными каналами, а со стороны торцевых поверхностей цилиндрической втулки, в которой образованы кольцевые проточки, установлены кольцевые втулки, в которых выполнены камеры и отверстия, а кольцевые втулки образуют с торцевыми поверхностями кольцевых проточек направляющей оси камеры стопорения. В крайних положениях направляющей оси напорные камеры подачи поочередно сообщаются через кольцевые проточки и отверстия в цилиндрической втулке и кольцевые проточки в направляющей оси с входными и выходными отверстиями корпуса, а камеры стопорения через отверстия в цилиндрической втулке - с выходными отверстиями корпуса. 2 ил.

МЕМБРАННЫЙ ПНЕВМОПРИВОДНОЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий выполненные в корпусе, имеющем каналы, входные и выходные отверстия, связанные между собой штоком мембраны с образованием насосных и приводных камер, а также цилиндрическую втулку с отверстиями и золотниковое устройство с направляющей осью, отличающийся тем, что в направляющей оси золотникового устройства выполнены кольцевые проточки и продольные каналы, в цилиндрической втулке выполнены кольцевые проточки, а со стороны ее торцевых поверхностей установлены кольцевые втулки, в которых выполнены камеры и отверстия, кольцевые втулки образуют с торцевыми поверхностями кольцевых проточек направляющей оси камеры стопорения, при этом в крайних положениях направляющей оси насосные камеры имеют возможность поочередного сообщения через кольцевые проточки и отверстия в цилиндрической втулке и кольцевые проточки в направляющей оси с входными и выходными отверстиями корпуса, а камеры стопорения через отверстия в цилиндрической втулке - с выходными отверстиями корпуса.