МЕМБРАННЫЙ 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.

Известны мембранные насосы с тремя принципами переключения подачи рабочей среды (воздуха) в мембранные камеры: электрический, механический и пневматический.

Использование электрического переключения практически не находит применения из-за необходимости подведения кроме воздушных магистралей еще и электрических, что особенно нецелесообразно в опасных производствах (перекачка нефтепродуктов и горючих веществ). Кроме того, электрическая схема довольно сложная и отсюда дорогая.

Использование механического переключения имеет следующие недостатки:
скорость переключения меньше, чем у электрических и пневматических, что снижает эффективность работы насоса;
механические части переключателей быстро изнашиваются.

Наиболее широкое распространение получили мембранные насосы двойного действия с пневматическими переключателями. Такие насосы могут работать при наличии только воздушной магистрали, они отличаются простотой конструкции.

Известен насос, содержащий две мембраны, корпус, первый и второй золотники, узлы стопорения (патент США N 2679200).

Недостатком такого насоса 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. Этот недостаток имеет место и в других известных насосах (патент ФРГ N 11138637) и состоит в том, что при зажиме или нагрузке листовых подвесов возникает волнообразное снижение работы насоса.

Указанные недостатки установлены в мембранном насосе двойного действия (патент ФРГ N 1813712 - прототип), содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные соединительным стержнем, первый подвижный распределительный золотник с запорными механизмами, второй подвижный золотник 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, которые 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 резко уменьшается сила трения, влияющая на продолжительность работы механизма переключения и насоса, так как при уменьшении силы трения первый золотник сдвигается под действием давления воздуха и ход мембраны неполный;
2) при работе насоса необходимо обеспечить герметизацию мембранных камер, а в данной конструкции необходимость проводить уплотнения по соединительному стержню и первому золотнику приводит к снижению надежности и усложнению конструкции.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в известном мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, установленные в корпусе с образованием приводных и рабочих камер, соединительный стержень, связывающий мембраны, первый и второй золотники, последний из которых установлен в корпусе с образованием полостей, первый золотник образован соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами с возможностью соединения в крайних положениях приводных камер и полостей второго золотника, в цилиндрической втулке выполнены дополнительные отверстия корпуса.

Повышение надежности обеспечивается за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение первого золотника, достигаемого за счет закрепления на торцах первого золотника соединительного стержня мембран.

Упрощение конструкции достигается за счет образования первого золотника соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами, исключением дополнительных уплотнений.

На фиг.1-4 показан предлагаемый насос.

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 рабочие 7, первый золотник, образованный соединительным стержнем 8 с подводящими каналами 9, второй золотник 10 с полостями 11 и 12, цилиндрическую втулку 13 с отверстиями 14 и 15.

Мембранный насос работает следующим образом.

Существуют четыре положения, изображенные на фиг.1-4.

На фиг.1 представлено первое положение, при котором воздух через входное отверстие 2 корпуса 1, полости 11 золотника 10, каналы 4 корпуса 1 поступает в левую приводную камеру 6. Под действием давления, создаваемого воздухом, левая мембрана 5 начинает перемещаться, вытесняя перекачиваемый продукт из левой рабочей камеры 7; посредством соединительного стержня 8 с второй мембраной создается разрежение в рабочей камере 7, в которую поступает перекачиваемый продукт. Перемещение мембраны ограничивается подводящими каналами 9 на соединительном стержне 8. При соединении посредством каналов 9 камеры 6 с полостью 12 золотника 10 из камеры 6 создается давление в полости 12. Под действием давления, создаваемого воздухом, золотник перемещается в крайне правое положение, изображенное на фиг.2. Для того чтобы воздух стравливался из полостей 12 и не противодействовал переключению золотника 10, в цилиндрической втулке 13 выполнены отверстия 14, соединенные с выходными отверстиями 3, через которые стравливается воздух, при этом диаметр отверстий выбирается так, чтобы стравливание воздуха до атмосферного проходило за время хода мембраны, при этом золотник 10 в течение хода мембраны поджимается, в результате чего требуются дополнительные фиксирующие устройства.

На фиг.2 изображено положение, при котором воздух через входные отверстия 2, полости 11 золотника 10, каналы 4 поступает в правую приводную камеру 6, обеспечивая вытеснение перекачиваемой среды из правой рабочей камеры 7. При этом левая напорная камера 6 через каналы 4, отверстия 15 цилиндрической втулки 13, полости 11, выходные отверстия 3 соединена с атмосферой, обеспечивая стравливание воздуха из левой напорной камеры 6. Воздух из полости 12 через отверстие 14, выходное отверстие 3 также стравливается, обеспечивая поджатие золотника 10, уменьшаемое с уменьшением давления в полости 12.

При перемещении мембраны 5 с соединительным стержнем 8 в момент соединения правой приводной камеры 6 с полостью 12 посредством подводящих каналов 9 (фиг.3) происходит перемещение золотника 10 (фиг.4). При этом воздух через входное отверстие 2, полости 11, отверстия 15, каналы 4 поступает в левую приводную камеру 6. Правая приводная камера 6 через каналы 4, отверстия 15, полости 11, выходные отверстия 3 соединяются с атмосферой, обеспечивая сброс давления воздуха из правой камеры 6. Таким образом, цикл, изображенный на фиг.1-4, повторяется.

Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить надежность в работе насоса за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение золотника, достигаемого закреплением на торцах соединительного стержня мембраны; упростить конструкцию насоса за счет образования золотника соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами, исключением дополнительных уплотнений.

Сущность изобретения: две мембраны установлены в корпусе с входными и выходными отверстиями с образованием приводных и рабочих камер. Соединительный стержень связывают мембраны. Второй золотник расположен в корпусе с образованием полостей. Первый золотник образован соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами с возможностью соединения в крайних положениях приводных камер и полостей второго золотника. В цилиндрической втулке выполнены отверстия, соединяющие полости второго золотника с выходными отверстиями корпуса. 4 ил.

МЕМБРАННЫЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, установленные в корпусе с образованием приводных и рабочих камер, соединительный стержень, связывающий мембраны, цилиндрическую втулку с отверстиями, первый и второй золотники, последний из которых установлен в корпусе с образованием полостей, отличающийся тем, что первый золотник образован соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами с возможностью соединения в крайних положениях приводных камер и полостей второго золотника, а в цилиндрической втулке выполнены дополнительные отверстия, соединяющие полости второго золотника с выходными отверстиями корпуса.