НАСОС ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ТИПА Российский патент 1994 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для перекачивания и дозирования жидкостей, преимущественно в микробиологической и легкой отраслях промышленности.

Известен насос перистальтического типа, содержащий роликовый ротор для периодического пережимания трубопровода [1].

Такая конструкция малопроизводительна и ненадежна в работе.

Наиболее близким к заявленному является выбранный в качестве прототипа насос перистальтического типа, содержащий корпус с входом и выходом для жидкости, эластичную разделительную диафрагму, установленную в корпусе с образованием рабочей полости с его опорной поверхностью, и подвижный от привода элемент для пережатия через разделительную диафрагму сечения рабочей полости и его перемещения от входа к выходу [2].

Недостатком такого насоса является недостаточно высокая всасывающая способность из-за того, что восстановление формы рабочей полости происходит только лишь за счет сил упругости эластичного разделительного элемента. Это приводит к снижению производительности. Кроме того, известное устройство имеет ограниченные технологические возможности, в частности, оно неспособно всасывать жидкости с уровня, находящегося на 0,3-0,5 м ниже уровня расположения насоса, поскольку из-за разрежения во входном патрубке эластичная прокладка неспособна восстановить свою форму, а, следовательно, не образуется полость, необходимая для работы насоса. Т.е., известное устройство не может откачивать жидкость из мерников, реакторов, сборников, расположенных ниже уровня насоса, что существенно усложняет технологические схемы производств.

Кроме того, вследствие разности между величиной растяжения эластичного элемента по краям и в его средней части, в процессе работы в нем могут возникнуть складки и перегибы, что приводит к его быстрому разрушению.

Цель изобретения - повышение рабочих характеристик и расширение технологических возможностей.

Цель достигается тем, что в насосе перистальтического типа, содержащем корпус с входом и выходом для жидкости, эластичный разделительный элемент, закрепленный в корпусе с образованием рабочей полости с его опорной поверхностью, и подвижный от привода прижимной элемент, установленный с возможностью последовательного контактирования через разделительный элемент с опорной поверхностью корпуса, прижимной элемент смонтирован с возможностью прецессионного перемещения относительно опорной поверхности корпуса и имеет неподвижную точку опоры, контактируемые в процессе этого перемещения поверхности выполнены таким образом, что одна из них имеет плоскую форму, а другая - форму конуса, а неподвижная точка опоры прижимного элемента совпадает с точкой, лежащей на вершине конуса, при этом разделительный элемент краями герметично закреплен по периметру корпуса, а центральной частью - на прижимном элементе, в рабочей полости установлена по меньшей мере одна радиальная перегородка, а в прижимном элементе выполнен расположенный над перегородкой радиальный паз.

На фиг. 1 изображен предлагаемый насос, общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг.3 - то же, двухканальный вариант; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - вариант выполнения сопрягаемых поверхностей; на фиг.6 - схема механизма перемещения поводков.

Насос содержит корпус 1, в котором установлен эластичный разделительный элемент 2 и подвижный прижимной элемент. Последний имеет возможность последовательного контактирования его рабочей поверхности с опорной поверхностью корпуса для пережатия сечения рабочей полости и его перемещения от входа к выходу. Разделительный элемент 2 своими краями закреплен по периметру корпуса между его боковой поверхностью и днищем 3, а центральной частью - на рабочей поверхности прижимного элемента, и образует с днищем 3 рабочую полость 4. В днище 3 выполнено углубление, основание а которого является опорной поверхностью для прижимного элемента и имеет форму конуса, обращенного вершиной к элементу 2. В углублении установлена по меньшей мере одна радиальная перегородка 5.

Прижимной элемент выполнен, например, в виде диска 6 с плоской торцовой рабочей поверхностью, связанного с поводками 7 и 8. Поводки имеют возможность возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости. Диск 6 установлен на вершине конического выступа, например, посредством шаровой опоры 9. При этом диск 6 установлен с возможностью прецессионного перемещения своей рабочей поверхностью по боковой поверхности конуса, неподвижная точка диска 6 совпадает с центральной точкой шаровой опоры и с точкой, лежащей на вершине конуса. Поводки 7 и 8 связаны свободными концами с приводом 10 вращения таким образом, что ось О₁О₁ диска располагается при прецессионном перемещении под углом α к оси ОО привода 10.

Центр шаровой опоры лежит в точке пересечения осей ОО и О₁О₁. Привод 10 закреплен на крышке 11 корпуса 1. Диск 6 имеет радиальный сквозной паз 12, расположенный над перегородкой 5. Имеются входной и выходной патрубки 13 и 14 соответственно, расположенные напротив друг друга, по разные стороны от радиальной перегородки 5. Перегородка 5 поджата к основанию через разделительный элемент 2 прижимной планкой 15, предназначена для предотвращения непосредственного перетекания жидкости от входного патрубка к выходному и выполнена из эластичного материала для предотвращения дополнительной деформирующей нагрузки с разделительного элемента 2.

Диск 6 имеет выступ b на верхнем торце для дополнительного поджима разделительного элемента 2 к днищу 3, в котором выполнено углубление. Углубление и диск в поперечном сечении имеют аналогичные друг другу переходные радиусы для более полного контакта сопрягаемых в процессе перемещения поверхностей.

Опорная поверхность (днище) может быть выполнена плоской (фиг.5). В этом случае рабочая поверхность прижимного элемента выполнена в виде конуса.

Для дозирования нескольких компонентов (фиг.3) в рабочей полости могут быть установлены дополнительные перегородки 5, а в элементе для пережатия выполнены дополнительные радиальные пазы 12 и введены пары дополнительных патрубков 13 и 14 для входа и выхода.

Для соединения с приводом 10 поводки 7 и 8 закреплены в кольце 16, которое, в свою очередь, установлено посредством подшипника 17 во втулке 18, смонтированной на валу 19 привода под углом α к последнему.

Насос работает следующим образом.

В исходном положении диск 6 имеет наклон в сторону входного патрубка 13, полость над патрубком отсутствует. Входной патрубок 13 подключен к линии подачи раствора, выходной патрубок 14 - к сливу. Включается привод 10. При вращении вала 19 втулка 18 совершает вращательное движение. В результате края кольца 16 периодически опускаются и поднимаются, соответственно опуская и поднимая поводки 7 и 8. При этом рабочая поверхность прижимного элемента в виде диска (конуса) совершает прецессионное перемещение соответственно по конической (плоской) поверхности опорного элемента. Ось О₁О₁ перемещения прижимного элемента расположена под углом α к оси вала 19 привода. В процессе этого перемещения прижимной элемент поджат центральной точкой рабочей поверхности к шаровой опоре. В результате пережимается сечение рабочей полости 4, и линия этого пережатия перемещается по кругу от патрубка 13 к патрубку 14. При этом по мере прецессионного движения прижимного элемента полость 4 над входным патрубком увеличивается, и за счет возникающего в ней разрежения в нее засасывается жидкость. По мере пережатия по кругу сечения рабочей полости 4 жидкость в этой полости передавливается к выходному патрубку 14.

Технические характеристики насоса определяются скоростью вращения вала, привода 10, углом при вершине конуса, радиусом диска. Экспериментально установлена возможность перекачивания предлагаемым насосом до 8 л/мин, причем величина вакуума во всасывающем патрубке достигает 1,5 м вод.ст. Такие технические характеристики дают возможность использовать предлагаемый насос в биохимических производствах для выкачивания жидкостей из реакторов и дозирования в технологическую аппаратуру. Предложенная конструкция позволяет обеспечить синхронную работу нескольких насосов от одного привода, тем самым обеспечивая одновременную дозированную подачу нескольких компонентов в оборудование. Кроме того, насос позволяет перекачивать газы, а также дозировать подачу нескольких газов в определенных объемных соотношениях.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении отсутствуют недостатки, присущие прототипу. В частности, высокая степень разрежения в насосе достигается не за счет упругости эластичного элемента, а за счет принудительного перемещения диска 6 поводками 7 и 8 вверх (относительно фиг.1) над входным патрубком. Это позволит повысить всасывающую способность насоса. Значительно большая производительность предлагаемого насоса обусловлена тем, что при перемещении одного из краев жесткого диска вниз противоположный край принудительно поднимается вверх и тянет соединенный с ним эластичный элемент, образуя перемещающуюся полость 4, причем скорость перемещения полости никак не связана с упругими свойствами эластичного элемента. В связи с тем, что основная динамическая нагрузка при работе устройства испытывается совершающим прецессионное движение прижимным элементом, это уменьшает вероятность растяжения эластичной разделительной диафрагмы, что повышает надежность работы устройства.

Использование: в микробиологической и легкой отраслях промышленности, для перекачивания различных сред. Сущность изобретения: в корпусе установлен эластичный разделительный элемент, образующий рабочую полость, и прижимной элемент, установленный с возможностью последовательного контактирования через разделительный элемент с опорной поверхностью. Одна из контактирующих поверхностей, например опорная, имеет форму конуса, а другая - плоскую форму. Разделительный элемент закреплен краями на корпусе, а центральной частью - на прижимном элементе и имеет возможность прецессионного перемещения относительно неподвижной точки, совпадающей с точкой, расположенной на вершине конуса. 6 ил.

НАСОС ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ТИПА, содержащий корпус с входом и выходом для жидкости, эластичный разделительный элемент, закрепленный в корпусе с образованием рабочей полости с его опорной поверхностью и подвижный от привода прижимной элемент, установленный с возможностью последовательного контактирования своей рабочей поверхностью с опорной поверхностью корпуса, отличающийся тем, что прижимной элемент смонтирован с возможностью прецессионного перемещения относительно опорной поверхности корпуса и имеет неподвижную точку опоры, при этом одна из контактирующих в процессе перемещения поверхностей имеет плоскую форму, а другая - форму конуса, неподвижная точка опоры прижимного элемента совпадает с точкой на вершине конуса, разделительный элемент краями герметично закреплен по периметру корпуса, а центральной частью - на прижимном элементе, в рабочей полости установлена по меньшей мере одна радиальная перегородка, а в прижимном элементе выполнен расположенный над перегородкой радиальный паз.