ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 2000 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к насосостроению, касается перистальтических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки текучих сред.

Известны перистальтические насосы, содержащие с внутренней стороны корпуса направляющую канавку, в которой установлена эластичная трубка, взаимодействующая с роликами ротора (см. авт. свид. СССР N 731047, F 04 B 43/12, 1978). Насос способен к регулированию подачи текучих сред за счет изменения длины активного хода ролика по эластичной трубке, т.к. направляющая канавка в корпусе выполнена сквозной с возможностью ее различного перекрытия по длине ленточной дуговой заслонкой, подвижно закрепленной с внешней стороны корпуса, а также эластичная трубка на выходе снабжена обратным клапаном.

Недостатком данного устройства является то, что при регулировании подачи по мере уменьшения расхода текучей среды увеличивается пульсация ее подачи. Это вызвано тем, что объем текучей среды, вытесненной каждым роликом, пропорционален длине активного хода ролика по эластичному шлангу, когда последний пережат между роликом и заслонкой. Другой недостаток устройства - быстрая изнашиваемость трубки из-за непосредственного механического воздействия на нее заслонки при регулировании подачи, а также ролика ротора в процессе работы устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является перистальтический насос, содержащий с внутренней стороны корпуса направляющую канавку, в которой установлена эластичная трубка, взаимодействующая с роликами ротора через прокладку, прикрепленную соединительными элементами к корпусу насоса (см. авт. свид. СССР N 1108239, F 04 B 43/12, 1983 - прототип). Наличие прокладки, установленной между трубкой и роликом ротора, исключает непосредственное механическое воздействие на трубку и тем самым увеличивает срок службы насоса, надежность его работы.

Однако данный насос имеет недостатки, т.к. в его конструкции не предусмотрена возможность регулирования подачи при перекачке текучих сред.

Технической задачей изобретения является регулирование подачи при перекачке текучих сред.

Задача достигается тем, что прокладка выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема, причем полости шланга и камеры заполнены приводной средой. Кроме того, по крайней мере одна из стенок камеры может быть выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры.

Новизну авторы и заявитель усматривают в том, что прокладка выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема, причем полости шланга и камеры заполнены приводной средой. Кроме того, по крайней мере одна из стенок камеры может быть выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры.

Заявленное решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень".

Данное техническое решение может быть использовано в различных областях народного хозяйства для перекачки текучих сред, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость".

Такое решение обеспечивает регулируемость подачи при перекачке насосом текучих сред. Эффект достигается за счет того, что между эластичной трубкой, служащей для перекачки текучих сред, и воздействующим на нее роликом ротора установлена прокладка, которая выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема. Причем давление в полости шланга и камеры, заполненных приводной средой, можно регулировать за счет изменения объема камеры путем механического воздействия на нее извне - чем меньше ее объем, тем выше давление. При работе устройства повышение давления в полости приводит к увеличению объема части шланга, расположенной в пространстве между роликами ротора, а значит и к усилению деформирующего воздействия со стороны шланга на эластичную трубку, уменьшению ее первоначального сечения, следовательно, к сокращению объема текучей среды в трубке между роликами ротора. Таким образом, изменением объема камеры можно регулировать подачу при перекачке насосом текучих сред.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен насос, разрез плоскостью, перпендикулярной оси ротора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Перистальтический насос содержит корпус 1, с внутренней стороны которого выполнена направляющая канавка, в которой установлена эластичная трубка 2, взаимодействующая с роликами 3 ротора 4 через прокладку 5, прикрепленную соединительными элементами 6 к корпусу 1. Соединительные элементы 6 выполнены в виде упругих растяжек 7, образованных приливом по бокам прокладки 5, имеющим по концам утолщения 8 для сцепления с корпусом 1. Для регулирования подачи при перекачке насосом текучих сред за счет изменения степени пережима трубки 2 в пространстве между роликами 3 ротора 4 прокладка 5 выполнена в виде эластичного шланга, герметично соединенного с камерой 9 переменного объема. Полости шланга и камеры 9 заполнены приводной средой, например, воздухом, каким-либо газом, водой или другой жидкостью. По крайней мере одна из стенок камеры 9 выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры 9. Манометр 10 служит для регистрации давления приводной среды в полости шланга и камеры 9. Шкала манометра 10 может быть выражена на основе экспериментальных данных в единицах подачи текучих сред. Вентили 11 и 12, горловина 13 предназначены для использования при первоначальном заполнении полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 приводной средой.

При подготовке насоса к работе необходимо полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 заполнить приводной средой. Для этого нужно открыть горловину 13 и вентиль 11, а вентиль 12 закрыть, привести ротор 4 насоса в движение и подать приводную среду через вентиль 11. Из-за последовательного пережима шланга-прокладки 5 роликами 3 происходит заполнение приводной средой полости шланга-прокладки 5 и камеры 9, а имевшийся ранее в системе воздух выходит из горловины 13. Как только полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 будут заполнены приводной средой, ротор 4 насоса следует остановить, горловину 13 и вентиль 11 закрыть, а вентиль 12 открыть.

Устройство работает следующим образом. При вращении ротора 4 ролики 3 через прокладку 5 в виде эластичного шланга воздействуют на трубку 2, вызывая в ней бегущую волну деформации, под воздействием которой происходит перекачивание текучей среды. При этом происходит замкнутая циркуляция приводной среды в шланге, сечение которого также последовательно пережимается роликами 3. Замкнутая циркуляция приводной среды обеспечивает в полости шланга и камеры 9 постоянное давление, фиксируемое манометром 10, что, в свою очередь, стабилизирует всасывающую способность, а следовательно, коэффициент заполнения и объемную подачу насоса.

Прокладка 5 защищает трубку 2 от непосредственного воздействия роликов 3, которое обычно приводит к сдвигу верхнего слоя трубки 2 и появлению в ней дополнительных напряжений, снижающих долговечность трубки 2. Под действием роликов 3 прокладка 5 прогибается. При этом растяжки 7 деформируются. После прохождения роликов 3 растяжки 7 под действием собственной упругости возвращают прокладку 5 в исходное положение. Трубка 2 под действием собственной упругости распрямляется в поперечном сечении до тех пор, пока не встретит достаточного сопротивления со стороны прокладки 5 и упругих растяжек 7.

Степень сопротивления со стороны прокладки 5 и растяжек 7 можно регулировать за счет изменения давления внутри шланга-прокладки 5. Чем выше давление приводной среды в шланге, тем больше его объем и вызванное этим дополнительное сопротивление со стороны шланга-прокладки 5 и упругих растяжек 7 распрямлению трубки 2 в поперечном сечении. Это приводит к уменьшению объема части трубки 2, расположенной в пространстве между роликами 3 ротора 4, а в итоге и к уменьшению подачи насосом текучей среды. Напротив, чем ниже давление приводной среды, тем меньше сопротивление со стороны шланга-прокладки 5 и растяжек 7 распрямлению трубки 2 в поперечном сечении, а значит больше подача насосом текучей среды.

Регулирование давления в полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 выполнено за счет изменения объема камеры 9 путем механического воздействия извне на упругую стенку камеры 9. Контролирование давления в процессе регулирования осуществляется по манометру 10, шкала которого отградуирована в единицах объемной подачи текучей среды на основе экспериментальных данных.

В качестве приводной среды, которой заполнены полости шланга-прокладки 5 и камеры 9, может быть использован воздух, какой-либо газ, вода или другая жидкость. Эта среда не должна быть токсичной, горючей, вязкой, дорогостоящей и дефицитной. Плотность ее тем выше, чем больше вязкость предназначенной для перекачки текучей среды, ее расчетное давление в нагнетательной магистрали, сила сопротивления деформации эластичной трубки 2.

Регулирование подачи при перекачке насосом текучих сред можно выполнять дистанционно. Замкнутая циркуляция приводной среды обеспечивает постоянное давление, фиксируемое манометром 10, что стабилизирует объемную подачу насоса. Шланг-прокладка 5 защищает трубку 2 от непосредственного воздействия роликов 3, что увеличивает долговечность трубки 2 и надежность работы насоса.

Изобретение относится к насосостроению, касается перистальтических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки текучих сред. Устройство содержит корпус 1, с внутренней стороны которого в канавке установлена эластичная трубка 2, на которую воздействуют ролики 3 ротора 4 через шланг-прокладку 5, прикрепленную к корпусу 1 элементами 6, включающие растяжки 7 и утолщения 8. Шланг-прокладка 5 герметично соединена с камерой 9 переменного объема. Полости последних заполнены приводной средой. Стенка камеры 9 выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне. Позволяет регулировать подачу при перекачке текучих сред. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Перистальтический насос, содержащий с внутренней стороны корпуса направляющую канавку, в которой установлена эластичная трубка, взаимодействующая с роликами ротора через прокладку, прикрепленную соединительными элементами к корпусу насоса, отличающийся тем, что прокладка выполнена в виде эластичного шланга, герметично соединенного с камерой переменного объема, причем полости шланга и камеры заполнены приводной средой. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере одна из стенок камеры выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры.