ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ НАСОС ЗАМЕЩЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F04F1/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным пневмоприводным насосам замещения, и может быть использовано в гидротранспортных системах общехозяйственного назначения.

Известен пневматический насос замещения, содержащий рабочую камеру с патрубком, снабженным входным обратным клапаном с напорным трубопроводом, и патрубком подвода сжатого воздуха с пневмоклапаном, который жестко связан штырем с входным клапаном (авт. св. СССР N 861758, кл. F 04 F 1/02, 1979).

Недостатки этого насоса - узкая область применения и ненадежность. Насос не может эффективно работать при использовании в качестве привода пневмосистем, не приспособленных к периодическому запиранию патрубка подвода сжатого воздуха, например выхлопной трубы автомобиля. Кроме того, из-за работы обратных гидро-и пневмоклапанов в противоход возникают ограничения по высоте подъема жидкости, так как при высоком давлении сжатого воздуха и недостаточной глубине погружения насоса (низкой величине гидростатического давления) запирание пневмоклапана под действием гидроклапана становится трудноосуществимым. Низкая надежность обусловлена неполным заполнением рабочей камеры из-за образования вверху камеры в момент ее заполнения воздушной пробки.

Наиболее близким к изобретению является пневматический насос замещения, содержащий погруженные в перекачиваемую жидкость управляющую и управляемую рабочие камеры, каждая из которых снабжена входным окном с обратным клапаном, напорным трубопроводом и дренажным устройством с поплавковым приводом, и двусторонний газораспределитель в виде корпуса и затвора с приводом, сообщенный с источником сжатого газа и с каждой из камер, причем один конец каждого дренажного устройства расположен в камере, а другой - над уровнем забортной жидкости (авт. св. СССР N 929890, кл. F 04 F 1/00, 1980).

Недостатками этого насоса являются длительное заполнение камер жидкостью и использование в конструкции разнотипных клапанов.

Цель изобретения - повышение быстродействия насоса и использование в нем однотипных клапанов, а также повышение высоты подъема жидкости.

Это достигается тем, что в пневматическом насосе замещения, содержащем погруженные в перекачиваемую жидкость управляющую и управляемую рабочие камеры, каждая из которых снабжена входным окном с обратным клапаном, напорным трубопроводом и дренажным устройством с поплавковым приводом, и двусторонний газораспределитель в виде корпуса и затвора с приводом, сообщенный с источником сжатого газа и с каждой из камер, причем один конец каждого дренажного устройства расположен в камере, а другой - над уровнем забортной жидкости, привод затвора газораспределителя выполнен в виде поплавка, установленного в управляющей камере, входные окна выполнены в верхней части рабочих камер, затвор обратного клапана управляющей камеры соединен с поплавковым приводом дренажного устройства, а затворы обоих клапанов кинематически связаны между собой. Дренажные устройства могут быть установлены во входным окнах, а кинематическая связь затворов между собой может быть выполнена в виде двух одинаковых двуплечих рычагов, шарнирно установленных параллельно друг другу над камерами, затворы клапанов при этом установлены также параллельно друг другу и шарнирно соединены с концами двуплечих рычагов в виде шарнирного параллелограмма.

На чертеже схематически представлен пневматический насос замещения.

Насос содержит погруженные в перекачиваемую жидкость управляющую 1 и управляемую 2 рабочие камеры, каждая из которых снизу соединена с соответствующим напорным трубопроводом 3 или 4, выходящим свободным концом в окружающую газовую среду, например в атмосферу. Сверху камеры 1 установлен двусторонний газораспределитель 5 в виде корпуса 9 и затвора 12 с приводом в виде поплавка 15, установленного в управляющей камере 1. Сверху камеры 1 и 2 снабжены входными окнами 10 и 11 с обратными клапанами 6 и 7. Газопровод 8 соединяет камеру 2 с газораспределителем 5. Газораспределитель 5 и клапаны 6 и 7 снабжены соответствующими затворами 12 - 14. На затворах 12 и 13 в камере 1 закреплены соответствующие поплавки 15 и 16. Затворы 13 и 14 снабжены соответствующими дренажными устройствами 17 и 18, установлены параллельно друг другу и шарнирно соединены между собой посредством двух параллельных шарнирно установленных над камерами 1 и 2 идентичных двуплечих рычагов 19 и 20, составляющих вместе с соединенными с ними затворами 13 и 14 шарнирный параллелограмм. Корпус 9 газораспределителя 5 сообщен с источником сжатого газа и с каждой из камер 1 и 2, причем один конец каждого дренажного устройства 17 и 18 расположен в соответствующей камере, а другой - над уровнем забортной жидкости.

Насос работает следующим образом.

При опущенном положении поплавков 15 и 16 клапан 6 открыт, клапан 7 закрыт, а через газораспределитель 5 газ под давлением перепускается из корпуса 9 в газопровод 8 и далее в камеру 2, выдавливая находящуюся в ней жидкость в напорный трубопровод 4 потребителю. Одновременно через клапан 6 в камеру 1 самотеком вливается забортная жидкость. Вытесняемый при этом газ через дренажное устройство 17 выпускается в атмосферу. В определенный момент поплавки 15 и 16 погружаются в жидкость. Однако из-за запирающего воздействия сжатого газа на затворы 12 и 14 затворы 12-14 не изменряют своего положения до тех пор, пока полностью не заправится жидкостью камера 1 и сжатый газ не выдавит всю жидкость из камеры 2 и трубопровода 4. После полного опорожнения камеры 2 и трубопровода 4 сжатый газ из них выпускается в атмосферу. Давление в камере 2 и корпусе 9 резко падает и сжатый газ перестает оказывать запирающее воздействие на затворы 12 и 14. Поплавки 15 и 16 всплывают, поднимая затворы 12 и 13 и опуская затвор 14. Клапан 6 закрывается, клапан 7 открывается, а газораспределитель 5 принимает положение, при котором газ под давлением перепускается из корпуса 9 в камеру 1, выдавливая находящуюся в ней жидкость в напорный трубопровод 3 потребителю. Одновременно через клапан 7 в камеру 2 самотеком вливается забортная жидкость. Вытесняемый при этом газ выпускается в атмосферу через дренажное устройство 18. В определенный момент уровень жидкости в камере 1 опускается ниже поплавков 15 и 16. Однако из-за запирающего воздействия сжатого газа на затворы 12 и 13 затворы 12-14 не изменяют своего положения до тех пор, пока не завершится заправка камеры 2 и сжатый газ из камеры 1 не выйдет в атмосферу после того, как выдавит всю жидкость из камеры 1 и трубопровода 3. При этом давление в камере 1 и корпусе 9 резко падает и сжатый газ перестает оказывать запирающее воздействие на затворы 12 и 13. Поплавки падают под действием силы тяжести, вследствие чего затворы 12 и 13 опускаются, а затвор 14 поднимается. Клапан 6 открывается, клапан 7 закрывается, а газораспределитель 5 принимает положение, при котором газ под давлением перепускается из корпуса 9 через газопровод 8 в камеру 2. Далее цикл повторяется.

Дренажные устройства 17 и 18 обеспечивают ускоренное заполнение соответствующих камер 1 и 2 и таким образом способствуют уменьшению размеров клапанов 6 и 7, которые согласно условиям должны обеспечить заправку камер 1 и 2 более быстрыми темпами, чем их опорожнение.

Оснащение затворов 12 и 13 не одним общим, а двумя кинематически невзаимосвязанными поплавками 15 и 16 позволяет использовать в одной конструкции типовые газовые и гидравлические клапаны, которые могут отличаться друг от друга, например, величиной и траекторией движения синхронно работающих затворов.

Выбранная схема взаимного расположения клапанов 6 и 7 и газораспределителя 5 исключает негативное нештатное силовое воздействие затвора 12 газораспределителя 5 на затворы 13 и 14 соответствующих гидравлических клапанов 6 и 7, обеспечивая расширение диапазона действия конкретного насоса по показателю - высота подъема жидкости.

Используемый способ синхронизации работы урправляемых поплавками 15 и 16 клапанов 6 и 7 и газораспределителем 5 в двухкамерном насосе отличается простотой, надежностью и повышенными комбинаторными качествами в отношении источников сжатого газа и потребителей. Это позволяет применить насос даже в тех случаях, когда источник сжатого газа, например выхлопная труба автомобиля, не выносит периодического перекрытия напорной газовой магистрали.

Использование: в гидротранспортных системах общехозяйственного назначения. Сущность изобретения: в перекачиваемую жидкость погружены управляющая и управляемая рабочие камеры, каждая из которых снабжена входным окном с обратным клапаном, напорным трубопроводом и дренажным устройством с поплавковым приводом. Двусторонний газораспределитель в виде корпуа и затвора с приводом сообщен с источником сжатого газа и с каждой камерой. Один конец каждого дренажного устройства расположен в камере, а другой - над уровнем забортной жидкости. Привод затвора газораспределителя выполнен в виде поплавка, установленного в управляющей камере. Входные одна выполнены в верхней части рабочих камер. Затвор обратного клапана управляющей камеры соединен с поплавковым приводом дренажного устройства. Затворы обоих клапанов кинематически связаны между собой. Дренажные устройства установлены во входных окнах. Кинематическая связь затворов между собой выполнена в виде двух одинаковых двуплечих рычагов, шарнирно установленных параллельно друг другу над камерами. Затворы клапанов установлены параллельно друг другу и шарнирно соединены с концами двуплечих рычагов в виде шарнирного параллелограмма. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ НАСОС ЗАМЕЩЕНИЯ, содержащий погруженные в перекачиваемую жидкость управляющую и управляемую рабочие камеры, каждая из которых снабжена входным окном с обратным клапаном, напорным трубопроводом и дренажным устройством с поплавковым приводом, и двусторонний газораспределитель в виде корпуса и затвора с приводом, сообщенный с источником сжатого газа и с каждой из камер, причем один конец каждого дренажного устройства расположен в камере, а второй - над уровнем забортной жидкости, отличающийся тем, что привод затвора газораспределителя выполнен в виде поплавка, установленного в управляющей камере, входные окна выполнены в верхней части рабочих камер, затвор обратного клапана управляющей камеры соединен с поплавковым приводом дренажного устройства, а затворы обоих клапанов кинематически связаны между собой. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что дренажные устройства установлены во входных окнах. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что кинематическая связь затворов между собой выполнена в виде двух одинаковых двуплечих рычагов, шарнирно установленных параллельно друг другу над камерами, затворы клапанов установлены также параллельно друг другу и шарнирно соединены с концами двуплечих рычагов в виде шарнирного параллелограмма.