ПНЕВМОВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС Российский патент 1998 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности вибрационных насосов, и может быть применено в различных отраслях промышленности для перекачки различных жидкостей, в том числе пожаро-, взрывоопасных и агрессивных.

Известен вибрационный насос (SU, авт. св. N 737645, кл. F 04 B 43/04,1990). Он состоит из корпуса, в котором установлен поршень в виде гибкого диска, связанный со штоком электромагнитного вибратора. В нижней части его рабочей камеры установлен всасывающий клапан, а верхняя часть сообщается с напорным трубопроводом.

При питании электромагнитного вибратора от сети переменного тока создаются колебания поршня с частотой, равной двойной частоте питающего тока. За период колебаний происходит периодическое понижение и повышение давления в рабочей камере между поршнем и всасывающим клапаном. За счет этого происходит всасывание перекачиваемой жидкости, в которую погружен насос, и ее вытеснение из рабочей камеры в напорный трубопровод и потребителю.

Этот насос выполнен в обычном исполнении. Поэтому с его помощью нельзя перекачивать пожаро- и взрывоопасные жидкости - это приведет к пожару или даже к взрыву. C его помощью нельзя перекачивать и агрессивные жидкости, при погружении в них этого насоса он потеряет свою работоспособность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому насосу является выбранный в качестве прототипа вибрационный насос (SU, авт. св. N 992845, кл. F 04 F 7/00, F 04 B 43/04, 1983 г), который содержит корпус с рабочей камерой, имеющий эластичный всасывающий клапан, электромагнитный вибратор со штоком, амортизатор, установленный между штоком и корпусом, диафрагму, закрепленную на штоке и в упоре корпуса, и связанный со штоком эластичный поршень. Рабочая камера у него снабжена нагнетающим клапаном, а шток снабжен дополнительной тонкостенной диафрагмой, закрепленной с возможностью взаимодействия с упором корпуса со стороны рабочей камеры. При этом корпус снабжен ограничительным кольцом для взаимодействия с амортизатором со стороны, противоположной рабочей камере. А клапаны выполнены в виде конусной воронки переменной толщины, возрастающей к вершине конуса. Всасывающий клапан и нагнетательный размещены соответственно во всасывающем и нагнетательном патрубках. А стакан служит для зажима диафрагммы на упоре корпуса.

В начале работы насоса, пока рабочая камера не заполнена перекачиваемой жидкостью и в ней находится воздух, вибратор сообщает колебания штоку и через него - тонкостенной диафрагме. Последняя работает как вытеснитель, периодически изменяя объем рабочей камеры.

Воздух из последней выходит через нагнетательный клапан и за счет создающегося разряжения в нее поступает через всасывающий клапан перекачиваемая жидкость. Когда уровень жидкости в камере достигнет эластичного поршня, последний начинает воздействовать на жидкость, совершая волнообразные колебания, бегущие от центра к периферии и перемещающие жидкость в нагнетательный патрубок. Рабочая камера полностью заполняется жидкостью, давлением которой тонкостенная диафрагма прижимается к упору, после чего она перестает работать как вытеснитель. А качающий эффект создается только эластичным поршнем.

В начальный момент за счет работы тонкостенной диафрагмы создается эффект самовсасывания. При этом ввиду того, что рабочая камера заполнена газом, амплитуда колебаний штока увеличена. Для исключения ударов в вибраторе служит кольцо, взаимодействующее с амортизатором и ограничивающее ход штока вверх. Выполнение клапанов в виде конусной воронки уменьшает их сопротивление и способствует лучшей организации самовсасывания насоса.

К недостаткам этого насоса следует отнести то, что у него имеется электромагнитный вибратор, выполненный в обычном исполнении, который не позволяет перекачивать пожаро- и взрывоопасные жидкости. Этот привод усложняет и его конструкцию, а поэтому и стоимость его изготовления. А при перекачке агрессивных жидкостей, например кислот, их пары, воздействуя на электромагнитный вибратор, делают его очень быстро неработоспособным.

Технической задачей изобретения является:
1. Сделать насос универсальным и перекачивать с его помощью различные жидкости, в том числе пожаро-, взрывоопасные и агрессивные.

2. Упростить конструкцию насоса и снизить стоимость его изготовления.

Поставленная задача достигается тем, что в пневмовибрационном насосе, содержащем корпус с рабочей камерой, имеющий эластичные всасывающий и нагнетательные каналы, вибратор со штоком, диафрагму, закрепленную на штоке и в упоре корпуса, дополнительную тонкостенную диафрагму, закрепленную на штоке и по периферии корпуса, и связанный со штоком эластичный поршень, вибратор выполнен пневматическим, нижняя втулка которого выполнена с наружным конусом и радиальными отверстиями, а верхняя втулка выполнена с внутренним конусом, установлена на нижней, перекрывая ее радиальные отверстия, и поджата к ней крышкой через пружину штока и упор, закрепленный на нем.

Это делает насос универсальным из-за отсутствия у него электрического привода, он может перекачивать различные жидкости, в том числе пожаро-, взрывоопасные и агрессивные. А более дешевый и конструктивно простой пневмопривод упрощает всю конструкцию насоса, поэтому и стоимость его изготовления.

На чертеже показан общий вид пневмовибрационного насоса.

Пневмовибрационный насос содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, имеющий эластичные всасывающий и нагнетательный клапаны 3, 4, пневмовибратор 5, его шток 6 с глухим отверстием 7 и осевыми 8 установлен в нижней втулке 9 с наружным конусом 10 и радиальными отверстиями 11, которая установлена и закреплена на упоре 12. Верхняя втулка 13, установленная на нижней 9, перекрывает своим внутренним конусом 14 ее радиальные отверстия 11 и поджата к ней через упор 15, закрепленный на штоке 6, пружиной 16. Величина усилия этого поджатия регулируется резьбовой крышкой 17, законтренной гайкой 18.

Диафрагма 19 закреплена на штоке 6 и упоре 12 корпуса 1. На штоке 6 закреплен эластичный поршень 20 и он снабжен еще дополнительной тонкостенной диафрагмой 21, закрепленной по периферии в корпусе 1, а в центральной части - на штоке 6, и установленной с возможностью взаимодействия с упором 12 корпуса со стороны рабочей камеры 2.

Работа пневмовибрационного насоса.

Через шланг 22 к пневмовибратору 5 подводится сжатый воздух, который поступает по глухому отверстию 7 и радиальным 8 к конусу 10 нижней втулки 9. При достижении определенного давления сжатый воздух начнет перемещать верхнюю втулку 13 вверх, которая через упор 15 заставит перемещаться вверх и шток 6. После этого через образовавшийся зазор между конусами 14 и 19 верхней втулки 13 и нижней 9 сжатый воздух выходит через отверстие 23 в крышке 17 в атмосферу. Давление сжатого воздуха падает и верхняя втулка 13 опустится на конус 14 нижней втулки 9 и перекроет радиальные отверстия 11. Вместе с ней опустится вниз в исходное положение и шток 6 пневмовибратора 5. И цикл повторится.

В начале работы насоса, пока камера 2 не заполнена перекачиваемой жидкостью и в ней находится воздух, пневмовибратор 5 сообщает колебания штоку 6 и через него тонкостенной диафрагме 21. Последняя работает как вытеснитель, периодически изменяя объем рабочей камеры.

Воздух из последней выходит через нагнетательный клапан 4 и за счет создающегося разряжения в нее поступает через всасывающий клапан 3 и шланг 23 перекачиваемая жидкость. Когда уровень жидкости в камере 2 достигнет эластичного поршня 20, последний начинает воздействовать на жидкость, совершая волнообразные колебания, бегущие от центра к периферии и перемещающие жидкость в нагнетательный патрубок 22. Камера 2 полностью заполняется жидкостью, давлением которой тонкостенная диафрагма 21 прижимается к упору 12, после чего она перестает работать как вытеснитель. Качающий эффект создается только эластичным поршнем 20.

После окончания работы необходимо перекрыть подачу сжатого воздуха к пневмовибратору.

Материал, из которого изготавливается пневмовибрационный насос, определяется перекачиваемыми жидкостями. Ими могут быть металлы и пластмассы.

Изобретение может быть использовано для перекачки различных жидкостей, в том числе пожаро-, взрывоопасных и агрессивных. Нижняя втулка 9 пневматического вибратора 5 выполнена с наружным конусом 10 и радиальными отверстиями 11, и установленными в ней штоком 6 с глухим отверстием 7 и радиальными отверстиями 11. Верхняя 13 втулка выполнена с внутренним конусом 14 и установлена на нижней, перекрывая ее радиальные отверстия 11. Упрощается конструкция насоса, снижается стоимость его изготовления. 1 ил.

Пневмовибрационный насос, содержащий корпус с рабочей камерой, имеющий эластичные всасывающий и нагревательный клапаны, вибратор со штоком, диафрагму, закрепленную на штоке и в упоре корпуса, дополнительную тонкостенную диафрагму, закрепленную на штоке и по периферии корпуса, и связанный со штоком эластичный поршень, отличающийся тем, что вибратор выполнен пневматическим, нижняя втулка которого выполнена с наружным конусом и радиальными отверстиями и установленными в ней штоком с глухим отверстием и радиальными отверстиями, а верхняя втулка выполнена с внутренним конусом, установлена на нижней, перекрывая ее радиальные отверстия, и поджата к ней крышкой через пружину штока и упор, закрепленный на нем.