МЕМБРАННЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04B43/06 

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к насосам для перекачки загрязненных жидкостей под высоким давлением.

Известен мембранный насос, содержащий трехсекционный корпус, в котором установлены две взаимосвязанные мембраны с гидроприводом, всасывающие и нагнетательные клапаны [1]
Этот насос чрезвычайно сложный и требует отдельную гидростанцию привода.

Цель изобретения повышение параметров насоса: давления перекачиваемой жидкости, увеличение быстроходности при высокой надежности, что обеспечит уменьшение массы и габаритов.

С этой целью гидропривод мембран выполнен в виде двухсекционного эксцентрико-шайбового гидропульсатора с гидроприводными клапанами, рабочие полости которых связаны с противоположными полостями гидропульсатора, и подпиточного насоса. Секция корпуса, в котором установлен гидропульсатор, снабжена крышками и упорами, ввернутыми в гайку, установленную на резьбе расточки корпуса. Мембраны выполнены составными из жестких дисков и пружинных колец с эластичными уплотнениями по наружным и внутренним диаметрам. Секции корпуса, в которых установлены мембраны, выполнены наклонными, а элемент, соединяющий мембраны, выполнен в виде центральной тяги с шарнирными серьгами по концам. Всасывающие клапаны насоса установлены в гнезде секции корпуса гидропульсатора и снабжены приводными поршнями с демпферами по концам.

Нагнетательные клапаны насоса снабжены поршеньками и пружинами и подвижной втулкой с центральным отверстием для поршеньков и расточками для пружин. Подпиточный насос выполнен в виде подпружиненного поршенька и клапанного узла, содержащего всасывающий и нагнетательный клапаны.

На фиг. 1 насос, поперечный разрез; на фиг.2 разрез Б-Б фиг.1; на фиг.3 гидравлическая схема привода клапанов и подпиточного насоса; на фиг.4 всасывающие клапаны, продольный разрез; на фиг.5 нагнетательные клапаны, продольный разрез; на фиг.6 подпиточный насос, продольный разрез.

Внутри корпуса 1 с крышкой 2, поджатой упорами 4, ввернутыми в гайку 3, установленную на резьбе внутренней расточки корпуса, образованы рабочие полости 5.

В корпусе 1 установлен эксцентрико-шайбовый гидромеханизм, состоящий из шайб 6, размещенных на игольчатом подшипнике эксцентрика 7, и из двух замыкателей 8. Замыкатели скреплены с шайбами посредством пальцев 10 и штифтов 9. Замыкатели 8 установлены на шарнирах 11 с опорами 12, размещенными над подшипниками 13 вала-эксцентрика 7.

Рабочие полости 5 гидропульсатора сообщены с гидроприводными секциями 15, разделенными от перекачных полостей 16 мембранами. Крышки 14 насоса взаимно скреплены болтами 17.

Мембрана выполнена составной: из центрального жесткого диска 18 и пружинных колец 20 типа тарельчатых пружин, по внутренним и наружным диаметрам которых расположены эластичные кольцевые уплотнения 19, 21.

Секции 15 корпуса выполнены наклонными друг к другу. Обе мембраны взаимно соединены центральной тягой 22 и шарнирными серьгами 23. Перекачные полости 16 сообщены с гнездами всасывающих каналов 25 каналами 24, а с гнездами 26 нагнетательных клапанов каналами 27.

Всасывающий клапан 28 (фиг.3) выполнен в виде гидрозамка, открывающегося от гидролинии 29 с фильтром 31. От обеих перекачных полостей 16 отходит напорная линия 36 с клапанами 32, с аккумулятором 35.

Всасывающие клапаны обеих камер установлены в общем корпусе 37, к которому подведены каналы 38 от противоположных секций 15. В корпусе имеются проточки 39 с радиальными отверстиями 40, а в центрально расположенных гнездах 41 установлены поршеньки 42 с демпферами 43, выполненными в виде тупиковых гнезд с возможностью вытеснения из гнезд жидкости через увеличенный зазор на конце поршенька 42.

Клапан 44 имеет пружину 45. Подклапанная полость 46 отверстиями 47 сообщена с расточкой 48, а наклонными отверстиями 49 с каналом 50, идущим к всасывающей магистрали насоса.

Нагнетательные клапаны насоса установлены в гнезде 26 корпуса 1. Седла 51 ограничены распорными кольцами. Клапаны 52 с поршеньками 53 вставлены в центральное отверстие втулки 54, передвижной в гнезде 26 корпуса.

В расточках втулки размещены пружины 55. Для восполнения утечек гидропульсатора и для частичной циркуляции рабочей жидкости имеется подпиточный насос. Канал 34 сообщен с расточкой 58 корпуса 59, в центральном отверстии которого размещен поршенек 60 ступенчатой формы. Между поршеньком и упором 62 размещена пружина 61. Клапанный узел подпиточного насоса состоит из корпуса 63 (имеющего проточку 64, отверстия 65 и 67), всасывающего пластинчатого клапана 66 и нагнетательного клапана 68. Детали клапанного узла ограничены гайкой 69 с отверстием 71, сообщенным каналом подачи с одной из секций 15.

Насос работает следующим образом.

При вращении эксцентрика 7 гидропульсатора происходит порционное вытеснение и всасывание рабочей жидкости в рабочие полости 15 и колебания мембран, взаимно соединенных тягой 22 и серьгами 23. При этом объем камеры 16 то увеличивается, обуславливая всасывание перекачной жидкости через клапаны 28 (фиг. 3), то уменьшается, производя вытеснение жидкости в магистраль 36 через нагнетательные клапаны 32. Принудительное открытие всасывающих клапанов 28 при поступлении жидкости высокого давления под поршенек 30 обеспечит необходимое проходное сечение для быстроходности насоса.

Поскольку вытеснение перекачной жидкости происходит по синусоидальному закону, в систему магистрали подачи может быть установлен аккумулятор 35, уменьшающий неравномерность подачи.

Всасывающие клапаны 44 совершают возвратно-поступательное движение: на открытие под воздействием поршеньков 42, на закрытие под воздействием пружин 45 (фиг.4). Уменьшение стуков клапана о седло достигается за счет демпфирования жидкости в гнезде поршенька.

Нагнетательные клапаны (фиг. 5) открываются под воздействием давления перекачиваемой жидкости и закрываются пружинами 55. Пружины обоих клапанов работают совместно при частичном перемещении втулки 54, что вдвое уменьшает длину пружин.

Подпиточный насос (фиг.6) работает от давления рабочей жидкости, периодически возникающего в секции 15. При возникновении давления на поршенек 60 он, двигаясь до упора 62, вытесняет жидкость в полость 5 гидропульсатора. При этом жидкость, проходя по центральному отверстию 67, отжимает клапан 68 и затем через отверстие 71 отводится в полость 5 гидропульсатора. Всасывание жидкости через отверстие 70, сообщенное с баком, производится через отверстия 65 при открытии клапана 66 при движении поршенька 60 под воздействием пружины 61.

Конструкция гидропульсатора, мембран, клапанов соответствует условиям работы насоса при давлениях вплоть до 320 бар и быстроходности вплоть до 3000 об/мин.

Использование: для перекачки загрязненных жидкостей под высоким давлением. Сущность изобретения: в трехсекционном корпусе установлены две взаимосвязанные мембраны с гидроприводом. Гидропривод выполнен в виде двухсекционного эксцентрико - шайбового гидропульсатора с гидроприводными клапанами, рабочие полости которых связаны с противоположными полостями гидропульсатора, и из гидроприводного подпиточного насоса. Секция корпуса, в котором установлен гидропульсатор, снабжена крышками и упорами, ввернутыми в гайку, установленную на резьбе расточки корпуса. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ НАСОС, содержащий трехсекционный корпус, в котором установлены две взаимосвязанные мембраны с гидроприводом, всасывающие и нагнетательные клапаны, отличающийся тем, что гидропривод мембран выполнен в виде двухсекционного эксцентрико-шайбового гидропульсатора с гидроприводными клапанами, рабочие полости которых связаны с противоположными полостями гидропульсатора. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что секция корпуса, в котором установлен гидропульсатор, снабжена крышками и упорами, ввернутыми в гайку, установленную на резьбе расточки корпуса. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что мембраны выполнены составными из жестких дисков и пружинистых колец с эластичными уплотнениями по наружным и внутренним диаметрам. 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что секции корпуса, в которых установлены мембраны, выполнены наклонными, а элемент, соединяющий мембраны, выполнен в виде центральной тяги с шарнирными серьгами по концам. 5. Насос по п.1, отличающийся тем, что всасывающие клапаны установлены в гнезде секции корпуса гидропульсатора и снабжены приводными поршнями с демпферами по концам. 6. Насос по п.1, отличающийся тем, что нагнетательные клапаны снабжены поршеньками, пружинами и подвижной втулкой с центральным отверстием для поршеньков и расточками для пружин. 7. Насос по п.1, отличающийся тем, что подпиточный насос выполнен в виде подпружиненного поршенька и клапанного узла, содержащего всасывающий и нагнетательный клапаны.