ОБЪЕМНЫЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04C5/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к объемным насосам.

Известен объемный насос (заявка Японии N 55-46517, F 04 C 5/00), состоящий из цилиндрического корпуса, эластичной U-образной камеры, закрепленной на его внутренней поверхности, приводного вала внутри корпуса, соединенного с роликами, сдавливающими эластичную камеру при вращении вала.

Недостатком его является то, что он имеет низкую подачу, а применяемые в нем, в качестве эластичных камер, шланги обладают низкой надежностью из-за нагрева от трения и сжатия при вращении роликов.

Известен также перистальтический насос (заявка Великобритании N 1528893, F 04 C 5/00), состоящий из корпуса, эластичной насосной камеры в виде трубки с навитыми на нее усиливающими витками проволоки, приводного вала внутри корпуса с кронштейнами и прижимными роликами, контактирующими с насосной трубкой, и регулировочных болтов для регулировки усилия пережимания шланга. Для уменьшения трения и износа трущиеся детали и трубка могут погружаться в глицерин.

Недостатком этого насоса по-прежнему является низкая подача, ограниченный срок службы эластичных камер. Кроме того, он имеет значительный расход энергии на преодоление сил трения контактируемых деталей и упругих сил шлангов при их сжатии.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения подачи насоса и срока службы эластичных камер.

Для достижения этого технического результата эластичная камера выполнена в виде двух цилиндров с образованием между ними кольцевого пространства, закрытого с боков Σ- образными эластичными крышками, и имеет гибкую перегородку в промежутке между впускным и выпускным отверстиями, причем роль наружного цилиндра эластичной камеры может выполнять внутренняя поверхность корпуса насоса, а роль перегородки в ней - плоская мембрана.

Признаки, отличающие предлагаемый объемный насос от наиболее близкого к нему, известного по заявке Великобритании N 1528893, F 04 C 5/00, - наличие в насосе эластичной камеры, состоящей из жестких цилиндров, пространство между которыми закрыто Σ- образными гофрированными эластичными крышками, и имеющей гибкую перегородку, в зоне всасывания - нагнетания перекачиваемой жидкости или газа обуславливает увеличение вместимости эластичной камеры, снижение упругих сил при деформации и сил трения ролика о поверхность камеры при ее сжатии, что позволяет повысить подачу насоса и сроки службы эластичных камер, снизить энергозатраты на его привод.

На фиг. 1 изображен общий вид объемного насоса в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1; на фиг.4 - вырез 1 фиг.1.

Объемный насос (фиг.1) состоит из корпуса 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, одной или нескольких эластичных камер 4 на его внутренней поверхности, ротора 5, закрепленного на приводном валу 6 и роликов 7 по одному для каждой эластичной камеры. Ролик 7 расположен на оси 8 каретки 9, подвешенной одним концом шарнирно на рычаге 10 ротора 5, а другим к винту 11 с нажимной пружиной 12, имеющему шайбу 13 и гайку 14 для регулировки степени сжатия эластичной камеры 4 роликом 7.

Эластичные камеры закреплены последовательно одна за другой внутри корпуса 1 насоса. Каждая камера 4 (фиг.2,3) состоит из наружного 15 и внутреннего 16 жестких цилиндров (например, стальных), соединенных между собой с боковых сторон Σ- образными гофрированными эластичными крышками 17 и 18. Внутренняя полость эластичной камеры 4 разделена гибкой перегородкой 19 в промежутке между установкой в корпусе 1 всасывающего 2 и нагнетательного 3 патрубков. Для сообщения полости эластичной камеры 4 с указанными патрубками в наружном цилиндре 15 предусмотрены отверстия 20 и 21. Роль наружного цилиндра камеры 4 может выполнять внутренняя полость корпуса 1 (на фигуре не показано).

В варианте по фиг.4 роль гибкой перегородки 19 выполняет плоская мембрана 22, установленная в вырезе 23 наружного цилиндра 15 в промежутке между впускным 21 выпускным 20 отверстиями камеры 4. Мембрана закреплена по периферии к краям выреза 23 цилиндра 15 и к Σ- образным эластичным крышкам 17 и 18, а в центре - к внутреннему цилиндру 16 эластичной камеры 4. Указанная мембрана может быть выполнена и заодно с Σ- образными крышками.

В нагнетательном патрубке 3 установлен обратный клапан 24.

Работает предлагаемый объемный насос следующим образом.

Ролик 7 под действием пружины 12 прижимает внутренний цилиндр 16 эластичной камеры 4 к наружному цилиндру 17, сдавливая гофры эластичных крышек 17 и 18 до соприкосновения их боковых сторон и внутренних вершин (фиг.3), что разделяет в сочетании с перегородкой 19 полость эластичной камеры 4 на две части 25 и 26, сообщающиеся соответственно с нагнетательным 3 и всасывающим 2 патрубками насоса.

При вращении ротора 5 ролик 7 катится по поверхности жесткого внутреннего цилиндра 16 эластичной камеры 4, постоянно поджимая его наружному цилиндру 17 и плотно пережимая камеру 4 в месте ее контакта с роликом 7. При этом по мере поворота ролика 7 (на фиг.1 против часовой стрелки) объем части 26 полости эластичной камеры 4 увеличивается, и в нее через патрубок 2 всасывается жидкость или газ (в зависимости от назначения насоса), одновременно объем части 25 эластичной камеры 4 уменьшается, давление воды или газа в ней увеличивается, обратный клапан 24 открывается, обеспечивая поступление их в нагнетательный трубопровод обслуживаемой насосом установки. После прохода отверстия 20 обратный клапан 24 закрывается, отделяя от насоса нагнетательный трубопровод.

Далее ролик 7, сжимая эластичную перегородку 19, перекатывается в зону расположения всасывающего отверстия 21, проходит его, вновь камера 4 разделяется роликом 4 на две части 26 и 25, и процессы повторяются с заданной частотой вращения ротора 5.

Качение ролика 7 по поверхности жесткого внутреннего цилиндра 16 эластичной камеры значительно снижает силу трения его о поверхность этой камеры, уменьшает ее нагрев и увеличивает срок службы деформируемых деталей насоса. Гофры боковых поверхностей эластичной камеры 4 облегчают сжатие и распрямление ее, силы внутренних сопротивлений материала камеры 4 уменьшаются. Все это обеспечивает значительное снижение энергозатрат на привод насоса, а увеличение рабочей полости эластичной камеры, в сравнении со шлангами известных объемных насосов, позволяет существенно повысить его подачу. Особенностью изобретения является то, что ролик контактирует только с поверхностью внутреннего жесткого цилиндра, не касаясь его Σ- образных крышек, ширина которых при сжатых гофрах равна половине ширины эластичной камеры, а внутренние гофры при сжатии камеры соприкасаются друг с другом. Предлагаемый объемный насос не влияет отрицательно на окружающую среду, так как не имеет источников ее загрязнения и ухудшения.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к объемным насосам. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена эластичная камера 4. Камера 4 содержит внутренний и наружный жесткие цилиндры, соединенные с боковых сторон Σ -образными эластичными крышками. Внутренняя полость эластичной камеры в месте расположения всасывающего 2 и нагнетательного 3 отверстий оборудована гибкой перегородкой 19. Ролик 7, воздействуя на внутренний цилиндр эластичной камеры, пережимает ее в месте контакта и разделяет на две части. Такая конструкция обеспечивает снижение энергозатрат на привод насоса, повышение его подачи и срока службы. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Объемный насос, содержащий корпус с впускными и выпускными патрубками, одну или несколько эластичных камер на внутренней его поверхности, ротор с роликами, контактирующими с эластичными камерами, и устройство для регулировки степени сжатия эластичных камер каждым роликом, отличающийся тем, что эластичная камера выполнена в виде двух расположенных один в другом жестких цилиндров с образованием между ними кольцевого пространства, закрытого с боковых сторон Σ -образными гофрированными эластичными крышками, причем наружный оснащен отверстиями для сообщения камеры с впускным и выпускным патрубками, между которыми в полости камеры установлена гибкая перегородка. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что роль наружного цилиндра эластичной камеры выполняет внутренняя поверхность корпуса. 3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что гибкая перегородка в полости эластичной камеры выполнена в виде прямоугольной мембраны, установленной в вырезе наружного цилиндра камеры в пространстве между впускным и выпускным патрубками и закрепленной по краям к указанному цилиндру и Σ -образным эластичным крышкам, а в центре - по всей ширине к внутреннему цилиндру эластичной камеры. 4. Насос по п.3, отличающийся тем, что прямоугольная мембрана выполнена за одно с Σ -образными крышками. 5. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в нагнетательном патрубке установлен обратный клапан. 6. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ролик контактирует при вращении ротора только с поверхностью внутреннего жесткого цилиндра (например, стального) эластичной камеры, не касаясь ее Σ -образных крышек. 7. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ширина каждой Σ - образной гофрированной эластичной крышки при сжатых гофрах составляет половину ширины эластичной камеры, а внутренние гофры обеих крышек при сжатии камеры соприкасаются друг с другом.