МЕМБРАННЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04B43/06 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для перекачки, в частности, загрязненных жидкостей под большим давлением.

Известен мембранный насос, содержащий корпус, две взаимосвязанные мембраны, выполненные из двух гофрированных, покрытых резиной листов, всасывающие и нагнетательные клапаны, гидропривод мембраны в виде гидропульсатора и орган управления деформацией мембран [1]
Этот насос, имеющий мембрану с тангенциальной (окружной) гофрировкой и сложной системой управления деформацией мембраны, обладает громоздкостью конструкции перекачной части и ненадежностью в условиях работы с загрязненными жидкостями.

Целью изобретения является повышение надежности перекачной части насоса, упрощение его конструкции и уменьшение габаритов.

Цель достигается тем, что гидропульсатор выполнен эксцентрико-шайбовым, имеющим две противоположные полости для привода мембран, гидрораспределитель выполнен в виде тяги, на цилиндрических шейках которой размещены подпружиненные клапаны, при этом мембраны гофрированы в радиальном направлении. На листах мембраны выполнены радиальные прорези на половине длины гофр.

Во втором варианте перекачной части между мембранами образована тороидальная полость, внутри которой размещен ограничитель деформации стенок мембран, а орган управления деформацией мембран выполнен в виде золотника. Тороидная полость мембран сообщена с гидроприводной полостью. Ограничитель деформации стенок мембран выполнен или в виде жесткого тороидного кольца или в виде тороидной пружины. Для удаления воздуха тороидная полость сообщена радиальными канавками с дренажем.

На фиг.1 дан первый вариант насоса, вертикальный разрез; на фиг.2 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 изображена мембрана; на фиг.4 гофрированная мембрана, вид сбоку; на фиг.5 второй вариант насоса, вертикальный разрез; на фиг.6 разрез В-В на фиг.5.

Насос содержит корпус 11, две взаимосвязанные мембраны 2, выполненные из двух гофрированных покрытых резиной 3 листов, всасывающие 4 и нагнетательные 5 клапаны. Гидропривод мембран 2 выполнен в виде эксцентрико-шайбового гидропульсатора 6, имеющего две противоположные полости для привода мембран. Гидрораспределитель выполнен в виде тяги 7, на цилиндрических шейках 8 которой размещены клапаны 9 с пружиной 10. Мембраны 2 гофрированы в радиальном направлении. На листах мембраны 2 выполнены радиальные прорези 11 на половине длины гофр.

Гидропульсатор содержит две шайбы 12 с ползушками 13, расположенные на эксцентрике 14 и взаимодействующие с замыкателями 15. Жесткая кинематическая связь шайб 12 по отдельности с замыкателями 15 осуществлена с помощью ушков 16 шайб с отверстиями, в которых размещены пальцы 17, закрепленные в продольных отверстиях стенок замыкателей. На этих же пальцах 17 установлены ползушки 13, контактирующие с соседней шайбой.

Уплотнение по линии контакта ушков 16 шайб 12 и ползушек 13 достигается роликами 14, также установленными в продольные отверстия стенок замыкателей. Сами замыкатели 15 установлены на шарнирах 18, которые, в свою очередь, надеты на шипы дисков 19.

Полости гидропульсатора сообщены с рабочими полостями мембран. Мембраны взаимно соединены гидрораспределительной тягой 7. На концах тяги 7 установлены также жесткие центры мембран, каждый из которых состоит из дисков 19 и втулки 20, в карманы которых введены эластичные уплотнительные кольца 21, контактирующие с краями мембран 2. Для увеличения податливости в окружном направлении мембрана составлена из двух гофрированных, взаимно перекрытых и покрытых резиной колец с радиальными прорезями. Мембранное устройство ограничено крышкой 22 с каналами, отходящими к всасывающим 4 и нагнетательным 5 клапанам, установленным в гнездах корпуса 23. Всасывающий клапан 4 поджат пружиной 24 к эластичному седлу 25 с кольцом 26, ограниченным диском 27. Стержень клапана 28 размещен во втулке 29 с уплотнением 30 на конце стержня. Стакан седла 25 и пружина 24 зафиксированы крышкой 31 с соответствующим уплотнением, в других гнездах корпуса 1 установлены нагнетательные клапаны 5 с отводами 32 (фиг.1).

В другом исполнении насоса гнездо которого 1 ограничено крышками 33, уплотненными кольцами 34. Между крышками 33 и втулками 35 закреплены разделители сред мембраны с тороидными полостями, ограниченными двумя мембранами 36. Мембраны 36 разделены дисками 37 и 38, гофрированными с образованием между ними радиальных щелей, продолжающихся дальше в виде дренажных канавок 39 для отвода воздуха и нагретой жидкости из тороидной полости мембран. Мембраны 36 имеют наружные бурты 40 для крепления по наружному диаметру. Внутри оболочек установлены ограничители их прогиба, выполненные в виде тороидного кольца 41 либо тороидной пружины 42. Мембраны соединены тягой 43, средний участок которой представляет собой золотник, взаимодействующий с втулкой 45, имеющей распределительные проточки 46. Последние могут совмещаться с каналами 47 и 48. Распределительная втулка 45 ограничена с обеих сторон дисками 49, которые стянуты болтами 50. Из полости мембраны канал 51 отходит к всасывающему клапану, а канал 52 к нагнетательному.

Насос работает следующим образом. При вращении эксцентрика 14 гидропульсатора происходит колебательное движение мембран и порционное всасывание и вытеснение жидкости в надпоршневые полости мембран. При этом объем камер то увеличивается, обуславливая всасывание перекачной жидкости через клапаны, то уменьшается, производя вытеснение жидкости. Мембраны с радиальными гофрами воспринимают перепад давления рабочей перекачной жидкости, возникающий от инерционных сил движущейся возвратно-поступательно жидкости и деталей собственно мембраны. Пределы колебаний мембран строго ограничены по обоим описанным вариантам исполнения насоса согласно изобретению. Если возникнет нарушение "мертвых точек" положения мембраны из-за избыточного количества жидкости в одной из подпоршневых полостей, но бурт тяги 7 (первый вариант исполнения) откроет клапан 9, и это избыточное количество жидкости будет сброшено в противоположную полость через кольцевую канавку и сверление в стенке корпуса с преодолением усилия противоположной пружины 10. По второму варианту исполнения изобретения аналогичную функцию для сброса избытков осуществляет золотниковое устройство.

По сравнению с известными мембранными насосами изобретение позволяет повысить надежность мембран при повышенных параметрах производительности и давления.

Использование: для перекачки загрязненных жидкостей под большим давлением. Сущность изобретения: две взаимосвязанные мембраны выполнены из двух гофрированных, покрытых резиной листов. Гидропривод мембран в виде гидропульсатора, выполненного эксцентрико - шайбовым, имеет две противоположные полости для привода мембран. Гидрораспределитель выполнен в виде тяги, на цилиндрических шейках которой размещены подпружиненные клапаны. Мембраны гофрированы в радиальном направлении. На листах мембраны выполнены радиальные прорези на половине длины гофр. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ НАСОС, содержащий корпус, две взаимосвязанные мембраны, выполненные из двух гофрированных покрытых резиной листов, всасывающие, нагнетательные клапаны и гидрораспределитель, гидропривод мембран в виде гидропульсатора и орган управления деформацией мембран, отличающийся тем, что гидропульсатор выполнен эксцентрико-шайбовым, имеющим две противоположные полости для привода мембран, гидрораспределитель выполнен в виде тяги, на цилиндрических шейках которой размещены подпружиненные клапаны, при этом мембраны гофрированы в радиальном направлении. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что на листах мембраны выполнены радиальные прорези на половине длины гофр. 3. Мембранный насос, содержащий корпус, две взаимосвязанные мембраны, выполненные из двух гофрированных покрытых резиной листов, всасывающие и нагнетательные клапаны, гидропривод мембран в виде гидропульсатора и орган управления деформацией мембран, отличающийся тем, что между мембранами образована тороидная полость, внутри которой размещен ограничитель деформации стенок мембран, а орган управления деформацией мембран выполнен в виде золотника. 4. Насос по п.3, отличающийся тем, что тороидная полость мембран сообщена с гидроприводной полостью. 5. Насос по п.3, отличающийся тем, что ограничитель деформации стенок мембран выполнен в виде жесткого тороидного кольца. 6. Насос по п.3, отличающийся тем, что ограничитель деформации стенок мембраны выполнен в виде тороидной пружины. 7. Насос по п.3, отличающийся тем, что тороидная полость сообщена радиальными канавками с дренажем.