ДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС С ГИДРОПРИВОДОМ Российский патент 1999 года по МПК F04B43/06 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к насосам диафрагменного типа.

Из известного уровня техники известно устройство для дозирования жидкости (RU 2031246 C1, F 04 B 43/06, 20.03.95 г.), содержащее корпус, мембрану с образованием гидроприводной и рабочей камер, всасывающий, нагнетательный клапаны, поршневой привод.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность эксплуатации из-за износа деталей поршневой группы, диафрагмы; невозможность достижения высоких давлений в нагнетательный тракт.

Наиболее близким аналогом заявленному изобретению является диафрагменный насос с гидроприводом (DE 1673517 B2, F 04 В 43/10, 22.07.71 г.), содержащий корпус с расположенной в нем диафрагмой с образованием в нем рабочей и приводной камер, первая из которых соединена с всасывающим и нагнетательным клапанами, а вторая - с гидроприводом.

Недостатками известного насоса являются невысокая надежность, невозможность перекачки агрессивных жидких сред.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении надежности эксплуатации и расширении технологических возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что в диафрагменном насосе с гидроприводом, содержащем корпус с расположенной в нем диафрагмой с образованием рабочей и приводной камер, первая из которых соединена с всасывающим и нагнетательным клапанами, а вторая - с гидроприводом, в рабочей и приводной камерах установлены перфорированные стапели с образованием между ними полости для размещения в ней диафрагмы, последняя выполнена гофрированной (например, кольцевые гофры), в качестве гидропривода использован узел создания пульсирующего высокого давления и размещенная в приводной камере жидкая среда для уменьшения износа трущихся пар узла создания пульсирующего высокого давления, поверхность каждого перфорированного стапеля, обращенного к диафрагме, выполнена криволинейной, адекватной поверхности диафрагмы в крайних положениях хода ее, причем в качестве узла создания пульсирующего высокого давления может быть использован плунжерный насос высокого давления (или многоступенчатый шестеренчатый насос и т.д.).

Такое конструктивное выполнение предложенного диафрагменного насоса с гидроприводом обеспечивает повышение надежности эксплуатации и расширение технологических возможностей, например обеспечение возможности перекачки различных агрессивных сред, поскольку наличие перфорированных стапелей с криволинейными поверхностями и расположенной между ними гофрированной диафрагмой, узла создания пульсирующего высокого давления, например плунжерного насоса, работающего в жидкой среде (например, машинное масло и т.д.) уменьшающей трение трущихся пар обеспечивает возможность:
- значительно повысить надежность диафрагмы за счет повышения упругих свойств ее, малого хода, способности выдерживать высокие давления развиваемые узлом создания пульсирующего высокого давления без ее разрушения;
- обеспечить высокую герметичность рабочей и приводной камер благодаря перфорированным стапелям с криволинейной поверхностью, обращенной к диафрагме, с учетом подбора материала обеспечить перекачку любых жидких сред, в том числе и агрессивных;
- увеличения ресурса работы гидропривода, поскольку трущиеся пары работают в жидкой среде, уменьшающей трение.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен диафрагменный насос с гидроприводом, схема.

Диафрагменный насос с гидроприводом содержит корпус 1 с расположенной в нем гофрированной диафрагмой 2, рабочую 3 и приводную 4 камеры. Рабочая камера 3 имеет всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны. В приводной камере 4 установлен узел 7 создания пульсирующего высокого давления, например плунжерный насос высокого давления 8. В рабочей и приводной камерах установлены перфорированные стапели 9 с образованием полости для размещения в ней гофрированной диафрагмы 2. Поверхность каждого перфорированного стапеля 9, обращенная к гофрированной диафрагме 2, выполнена криволинейной, адекватной поверхности гофрированной диафрагмы 2 в крайних положениях хода ее. Приводная камера 4 заполнена жидкой средой 10 для уменьшения износа трущихся пар узла 7 создания пульсирующего высокого давления и передачи силы давления на гофрированную диафрагму 2, а рабочая камера 3 - перекачиваемой любой жидкой средой 11, в том числе и агрессивной.

Для избежания выхода из строя в аварийной ситуации в стенке приводной камеры 4 может устанавливаться предохранительный клапан (не показан) для сброса давления.

Диафрагменный насос с гидроприводом работает следующим образом. При вращении кулачка плунжер насоса высокого давления 8 (узел 7 создания пульсирующего высокого давления) совершает возвратно-поступательное перемещение (при этом ход плунжера значительно больше величины хода гофрированной диафрагмы). Развиваемое плунжером высокое давление передается жидкой среде 10, заполняющей приводную камеру 4 и далее через мелкие отверстия (каналы) в стапелях 8 на гофрированную диафрагму 2, и затем на перекачиваемую жидкую среду 11, которая под действием колебаний гофрированной диафрагмы 2 заполняет через всасывающий клапан 5 рабочую камеру 3, а через нагнетательный клапан 6 выталкивается в нагнетательный тракт.

Выполнение диафрагмы гофрированной при коротком ходе ее повышает ее упругие свойства, позволяет выдержать высокое давление, тем более, что диафрагма расположена между стапелями, которые воспринимают на себя основное усилие от давления при аварийной ситуации.

Выполнение поверхности перфорированных стапелей обращенных к гофрированной диафрагме криволинейными адекватными поверхности диафрагмы в крайних ее положениях обеспечивает возможность высокой герметизации камер насоса. Отверстия (каналы) в перфорированных стапелях небольшого диаметра для предотвращения выдавливания через них материала гофрированной диафрагмы в аварийных ситуациях, т.е. предотвращается ее разрушение.

Жидкая среда в приводной камере одновременно обеспечивает идеальные условия работы трущихся пар узла создания пульсирующего высокого давления и наиболее эффективно передает усилие давления.

При работе предложенного диафрагменного насоса с гидроприводом достигается идеальная герметизация рабочей камеры при перекачке любой жидкости, в том числе и агрессивной и минимальным износом трущихся деталей насоса, что, в свою очередь, повышает надежность эксплуатации и расширяет технологические возможности.

Изобретение предназначено для использования в области машиностроения, в частности в насосах диафрагменного типа для перекачки жидких сред, в том числе и агрессивных. Насос содержит корпус с диафрагмой, рабочую и приводную камеры, гидропривод. В рабочей и приводной камерах установлены перфорированные стапели с образованием между ними полости для размещения в ней диафрагмы. Диафрагма выполнена гофрированной. Поверхности каждого стапеля, обращенные к диафрагме выполнены криволинейными, адекватными поверхности диафрагмы в крайних положениях хода ее. Приводная полость заполнена жидкой средой для уменьшения износа трущихся пар узла создания пульсирующего высокого давления. Использование насоса обеспечивает высокую надежность в эксплуатации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Диафрагменный насос с гидроприводом, содержащий корпус с расположенной в нем диафрагмой с образованием рабочей и приводной камер, первая из которых соединена со всасывающим и нагнетательным клапанами, а вторая - с гидроприводом, отличающийся тем, что в рабочей и приводной камерах установлены перфорированные стапели с образованием между ними полости для размещения в ней диафрагмы, последняя выполнена гофрированной, а в качестве гидропривода использован узел создания пульсирующего высокого давления и размещенная в приводной камере жидкая среда для уменьшения износа трущихся пар узла создания пульсирующего высокого давления, при этом поверхность каждого перфорированного стапеля, обращенная к диафрагме, выполнена криволинейной, адекватной поверхности диафрагмы в крайних положениях хода ее. 2. Диафрагменный насос с гидроприводом по п.1, отличающийся тем, что в качестве узла создания пульсирующего высокого давления использован плунжерный насос.