ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к бытовым погружным вибрационным электронасосам.

Известен вибрационный насос, содержащий корпус, поршень, электромагнитный вибратор с упругим резинометаллическим амортизатором, закрепленным на штоке с помощью гайки и контргайки (авт.св. СССР N 737645, кл. F 04 B 43/04, 1978).

Недостатком этого насоса является то, что поршень насоса во время его работы помимо осевых (рабочих) колебаний совершает и боковые колебания, приводящие к гидравлическим потерям насоса. Боковые колебания вызываются тем, что при работе упругая часть амортизатора сжимается, а следовательно, и разжимается несимметрично ввиду несимметричности ее опоры, которой для нее служит металлическая арматура. Эта несимметричность определяется наличием выступа по центральному цилиндрическому отверстию металлической арматуры, расположенному против бокового отверстия амортизатора и служащему для протока воды.

В указанном насосе для уменьшения боковых колебаний поршня и гидравлических потерь насоса диафрагма, служащая второй опорой (радиальной) штоку, удалена от амортизатора (первой радиальной опоры) на значительное расстояние, что увеличивает габариты насоса и расход материала.

Целью изобретения является уменьшение боковых колебаний поршня, гидравлических потерь, габаритов насоса, а также повышение его надежности.

Эта цель достигается тем, что в насосе с нижним всасыванием канал протока воды над амортизатором выполнен криволинейным, верхняя и нижняя его части расположены относительно друг друга со смещением, позволяющим опору для упругой части амортизатора выполнить симметричной.

Наличие симметричной опоры для упругой части амортизатора позволяет уменьшить боковые колебания поршня, а также уменьшить расстояние между опорами штока, а следовательно, и общую длину насоса.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием искривленного канала протока воды. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что искривленные каналы протока воды широко известны. Однако использование такого канала для протока воды в бытовом вибронасосе позволяет косвенным образом получить новое свойство насоса - уменьшение боковых колебаний поршня. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлен предлагаемый насос, продольный разрез.

В полости корпуса 1 установлен поршень 2, связанный с электромагнитным вибратором 3, снабженным резинометаллическим амортизатором 4, якорем 5, штоком 6, гайкой 7, диафрагмой 8, стаканом 9 и седлом 10 диафрагмы. Корпус 1 имеет проточный кольцевой канал 12, который через боковое отверстие 13 амортизатора 4 соединяется с проточным каналом 14, нижняя часть 15 которого смещена относительно верхней части 16 от центра насоса. Такое смещение нижней части 15 проточного канала 14 позволяет боковое отверстие 13 амортизатора удалить от центра насоса, за счет этого центральное отверстие металлической арматуры 17 амортизатора 4 выполнить правильной формы и таким образом обеспечить симметричность опоры для упругой части 18 амортизатора 4.

Важно отметить, что выравнивание отверстия арматуры 17 до правильной цилиндрической формы (фактически его увеличение) выполняется без увеличения поперечных габаритов насоса, что имеет определяющее значение при размещении насоса в ограниченных размерах скважины.

Предлагаемое выполнение центрального отверстия арматуры 17 позволяет упругой части 18 амортизатора 4 опираться на симметрично расположенные края этой арматуры. В результате этого сжатие и разжатие (восстановление первоначальной формы) упругой части 18 происходит симметрично без боковых колебаний штока 6 и поршня 2. Уменьшение колебаний штока 6 и поршня 2 позволяет сблизить опоры штока 6, т.е. приблизить диафрагму 8 к амортизатору 4, укоротив длину стакана 9 и оставив одну гайку 7 без контргайки. Упирающийся в гайку 7 торец диафрагмы 8 надежно заменяет контргайку, предохраняя ее от самоотвинчивания и не создавая предварительного натяжения штока 6.

Уменьшение длины штока 6 и стакана 9 позволяет уменьшить длину корпуса 1 и общую длину насоса. Полученная возможность обходиться без контргайки дает еще одно дополнительное преимущество насосу: уменьшается вероятность разрыва штока, поскольку снимаются предварительные напряжения штока, создаваемые контргайкой.

При питании электромагнита 19 под действием вибрирующего якоря 5 создаются колебания упругой части 18 амортизатора 4, которые через шток 6 передаются поршню 2. Частота колебаний упругой части 18 равна 100 в 1 с, т.е. удвоенной частоте переменного питающего тока. Всасывание через отверстия 20 при открытом клапане 21 происходит при сжатии упругой части 18, а нагнетание в камеру 22 и кольцевой канал 12 из камеры 23 осуществляется при закрытом клапане 21, разжатии (выпрямлении) упругой части 18 под действием ее внутренних упругих сил и обесточивающемся электромагните.

Поршень 2 соответственно его движениям вверх и вниз то всасывает в камеру 23, то нагнетает в камеру 22 воду из камеры 23. Затем вода под давлением попадает из камеру 22 и кольцевого канала 12 через боковое отверстие 13 амортизатора 4 в проточный канал 14 и далее к шлангу насоса 24.

Таким образом, смещение нижней части 15 проточного канала 14 относительно верхней его части 16 к периферии насоса позволяет расположить подальше от центра и боковое отверстие 13 амортизатора 4. Это позволяет не делать выступа, который в прототипе образовывался стенкой отверстия 13 при близком его расположении к центру, на цилиндрично-зубчатой внутренней поверхности центрального отверстия металлической арматуры 17. Этим достигается технический эффект - снижаются боковые (вредные) колебания поршня 2.

Технический эффект позволяет получить экономию за счет сближения опор штока, уменьшения длины и массы насоса. Приближение торца диафрагмы к торцу гайки на штоке позволяет повысить надежность в работе насоса за счет уменьшения внутренних напряжений штока и вероятности его поломки.

Сущность изобретения: упругий амортизатор с жесткой опорой установлен на штоке посредством гайки. Диафрагма размещена на штоке между поршнем и гайкой. Проточный канал выполнен в корпусе и проходит через жесткую опору. Нижняя часть проточного канала над амортизатором смещена относительно его верхней части к периферии насоса на величину, обеспечивающую симметричность формы в заданных размерах по окружности жесткой опоры. Диафрагма установлена на штоке в положении, обеспечивающем упор торца диафрагмы в торец гайки с гарантированным натягом. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС, содержащий корпус с всасывающим клапаном в нижней части, шток с поршнем, электромагнитный вибратор, упругий амортизатор с жесткой опорой, установленный на штоке посредством гайки, диафрагму, установленную на штоке между поршнем и гайкой, и проточный канал, выполненный в корпусе и проходящий через жесткую опору амортизатора, отличающийся тем, что нижняя часть проточного канала над амортизатором смещена относительно его верхней части к периферии насоса на величину, обеспечивающую симметричность формы в заданных размерах по окружности жесткой опоры упругой части амортизатора. 2. Насос по п.2, отличающийся тем, что диафрагма установлена на штоке в положении, обеспечивающем упор торца диафрагмы в торец гайки с гарантированным натягом.