НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ РАСТВОРОВ Российский патент 1995 года по МПК F04B15/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в металлургической промышленности, например, в литейном производстве с использованием растворов на основе глины, в лечебных учреждениях, использующих лечебные грязи, и в строительстве для перекачки различных растворов.

Известен поршневой насос (авт. св. N 510586, кл. F 04 B 15/02, 1974), содержащий приводное устройство и качающий узел, выполненный в виде качающегося рабочего цилиндра, сопряженного с блоком распределения и снабженного в зоне сопряжения уплотнительными элементами. Известный поршневой насос направлен на снижение требований к точности взаимного расположения приводного устройства и качающегося узла насоса. Однако, такой насос требует достаточно сложных в изготовлении деталей и именно в зоне сопряжения приводного устройства и качающегося узла имеет поверхность трения, снижающую работоспособность насоса. Такой насос не пригоден для перекачивания расслаивающихся (в течение некоторого времени) растворов, либо для этого требуется установка дополнительных механизмов перемешивателей, либо требуется добавлять дополнительно растворитель (воду), что часто или нежелательно, или недопустимо, так как ведет к недопустимому изменению состава раствора.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции насоса в сравнении с известным при одновременном расширении функциональных возможностей насоса в части диапазона механических свойств перекачиваемых растворов, в том числе как однородных подвижных, так и расслаивающихся (в течение некоторого времени) на подвижные и малоподвижные (вязкие) составляющие раствор, причем без применения специальных дополнительных средств для усреднения состава раствора в объеме, например, механических перемешивателей, или добавлением, для снижения вязкости, растворителя (воды), или того и другого одновременно.

Как и в известном насосе предлагаемый насос содержит привод с кривошипом, корпус с возможностью качания посредством шарнира, рабочий орган, связанный с кривошипом, а также впускной и выпускной клапаны.

Для упрощения конструкции насоса в сравнении с известным при одновременном расширении функциональных возможностей насоса в предлагаемый насос внесены следующие конструктивные отличия.

Шарнир, относительно которого производится покачивание рабочего цилиндра (корпуса) насоса, перемещен в срединную часть корпуса насоса. Сам шарнир размещен на корпусе насоса. Опоры этого шарнира размещаются на некоторой станине, связанной с корпусом насоса только посредством этого шарнира. Перемещение шарнира в срединную часть корпуса насоса дало возможность исключить из конструкции известного насоса достаточно сложный в изготовлении узел сопряжения качающегося рабочего цилиндра с блоком распределения, особенно если учесть, что для вязких растворов, требующих больших напряжений в объеме раствора при его выдавливании через выпускной клапан, констpукции этого узла может оказаться неработоспособной из-за износа упомянутого сопряжения и, как следствие, неуправляемой утечки раствора через это сопряжение.

Рабочий орган в отличие от известного поршневого выполнен в виде плунжерной пары (т. е. цилиндр-плунжер). Такая конструкция делает предлагаемый насос более простым в изготовлении и менее требовательным к условиям эксплуатации, особенно если учесть, что плунжерная пара в сравнении с поршневой имеет возможность создавать во много раз большие усилия выдавливания раствора, что особенно существенно для перекачивания вязких и весьма вязких растворов.

Перенос шарнира в срединную часть корпуса при работающем насосе обеспечивает покачивания конца корпуса насоса, противоположного приводу относительно этого шарнира. Это существенно, поскольку при перемещении этого конца в перекачиваемый раствор (в ванну с раствором) раствор будет перемещаться собственно самим насосом, что особенно необходимо для отстаивающихся расслаивающихся растворов. Конструкцией насоса предусмотрено удлинение конца корпуса, помещаемого в раствор, за счет крепления к этому концу "грабелек". В этом случае перемешиванию будут подвергаться также и глубинные слои раствора, что также важно для отстаивающихся расслаивающихся растворов.

Конструкция насоса позволяет изготовлять плунжер без чистовой обработки конца плунжера, входящего в контакт с раствором (в процессе работы насоса), что также упрощает изготовление насоса в целом без снижения его работоспособности.

Предлагаемая конструкция насоса представлена на чертеже и устроена следующим образом.

Насос, например "А" или "Б", имеет корпус 1, внутри которого помещен плунжер 2, перемещающийся вдоль своей продольной оси. Плунжер 2 со стороны конца, входящего в контакт с перемешиваемым растворам, на длине "X", может быть выполнен без чистовой обработки с широким допуском в сторону уменьшения, и предназначен создавать некоторый рабочий объем для приема вытеснения перекачиваемого раствора. Плунжер 2 с противоположного открытого конца насажен на палец 3, перемещающийся по некоторой траектории Z и на участке "у" обрабатывается до чистового размера и работает в паре со скользящей 4 по типу прецизионной пары.

Нижняя часть корпуса 1 при работе помещается в перекачиваемом растворе 5 и имеет клапанный узел 6 любой известной конструкции, входное отверстие 7 и сетку 8 для предотвращения попадания в полость насоса посторонних предметов или неоправданно больших составляющих раствора. На корпусе клапанного узла 6 крепится трубки 13 для передачи раствора от насоса к потребителю и грабельки 9, предназначенные размещать более низкие (отстоявшиеся) слои раствора 5. В некоторой срединной части корпус 1 имеет шарниры 10, покоящиеся в неподвижной (относительно насоса "А" или "Б") опоре 11 станины 12 насоса "А" и "Б" или группы насосов (не показанных на чертеже).

Предлагаемая конструкция насоса работает следующим образом:
Насос "А" (или работающий с ним в паре и расположенный на расстоянии L насос "Б"), установленный на станину 12, как одно целое опускается в перекачиваемый раствор 5 до полного погружения входного отверстия 7, после чего такое положение может быть зафиксировано. После этого включается в работу соответственно насос, т. е. пальцу 3, любым из известных способов, сообщается перемещение по некоторой кольцевой траектории Z (на чертеже для насоса "А" против часовой стрелки, для насоса "Б" по часовой). При этом плунжер 2, вдвигаясь в корпус 1, заполняет всю его рабочую полость. После прохождения плунжером 2 крайнего нижнего положения и начала выдвижения его из корпуса 1 в рабочей полости, т. е. под плунжером 2 в корпусе 1 создается вакуум. С созданием вакуума раствор 5 засасывается через входной клапан (на чертеже не показан) внутрь корпуса 1 насоса. Это происходит до тех пор, пока палец 3 не достигнет крайнего верхнего положения при своем движении по траектории Z. При этом, т. е. в процессе засасывания раствора корпус 1 совершит первый цикл покачивания относительно шарнира 10, перемешивая своей нижней частью прилегающие к входному отверстию 7 слои раствора 5, в том числе более глубинные слои грабельками 9.

При дальнейшем перемещении пальца 3 по кольцевой траектории Z, а плунжера 2 из верхнего крайнего в нижнее крайнее положения, раствор через выпускной клапан (на чертеже не показан) вытесняется через трубку 1 и затем через гибкий шланг 14 и далее к потребителю раствора. При этом корпус 1 совершит второй цикл покачивания относительно шарнира 10.

Итак цикл за циклом: всасывание вытеснение перекачиваемого раствора и два цикла его перемешивания и все повторяется вновь.

Насос "А" может работать как самостоятельная единица, однако, при этом усилие перемешивания раствора 5 будет передаваться на резервуар (на чертеже не показан) с раствором через станину 12. В случае работы насоса "А" в паре с насосом "Б" усилие перемешивания раствора будет уравновешиваться на станине 12 в результате того, что пальцы 3 насосов "А" и "Б" перемещаются по кольцевым траекториям Z в противоположные стороны.

Использование: в литейном производстве. Сущность: корпус установлен с возможностью качания посредством шарнира. Рабочий орган связан с кривошипом. Опора связана с корпусом шарниром, расположенным в его средней части. Рабочий орган выполнен в виде плунжера. Конец корпуса, противоположный приводу с кривошипом, размещен в перекачиваемом растворе с возможностью перемещения траектории для обеспечения перемешивания раствора. Грабельки установлены на конце корпуса, расположенного в перекачиваемом растворе для перемешивания глубинных слоев раствора. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. НАСОС ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ РАСТВОРОВ, содержащий привод с кривошипом, корпус, установленный с возможностью качания посредством шарнира, рабочий орган, связанный с кривошипом, а также впускной и выпускной клапаны, отличающийся тем, что насос снабжен опорой, связанной с корпусом посредством шарнира, расположенного в его средней части, рабочий орган выполнен в виде плунжера, а конец корпуса, противоположный приводу, размещен в перекачиваемом растворе с возможностью перемещения по замкнутой траектории для обеспечения перемешивания раствора. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что он снабжен грабельками, установленными на конце корпуса, расположенного в перекачиваемом растворе, для перемешивания глубинных слоев раствора.