НАСОС ДОЗИРОВОЧНЫЙ МЕМБРАННЫЙ ГИДРОПРИВОДНОЙ Российский патент 2001 года по МПК F04B43/67 

Изобретение относится к машиностроению, касается мембранных гидроприводных дозировочных насосов и может найти применение в различных отраслях промышленности для дозированной подачи агрессивных, токсичных, взрывопожароопасных и других текучих сред.

В мембранных гидроприводных насосах одним из важнейших элементов является подпиточный клапан. Во время работы насоса неизбежны потери приводной жидкости за счет утечек в уплотнителях и автоматическом воздухоотделителе, которые должен скомпенсировать подпиточный клапан. Кроме того, подпиточный клапан не должен открываться при увеличенном разрежении во всасывающем трубопроводе во избежание переполнения приводной камеры и, как следствие, разрыва мембраны.

В известных насосах (заявка ЕПВ N 0085725, кл. F 04 B 43/06) указанное обеспечивается за счет механического воздействия мембраны в конце такта всасывания на подпиточный клапан и кинематически связанные с ним тарельчатый клапан, диск или втулку.

Аналогом предлагаемого насоса является мембранный насос по а.с. СССР N 1448101, кл. F 04 В 43/06, 1988 г.

В указанном насосе нет механической связи мембранного разделителя с подпиточным клапаном. Узел блокировки подпиточного клапана выполнен в виде сильфонного привода, во внутреннюю полость которого подводится рабочая среда до всасывающего клапана.

Существенным недостатком насоса является то, что при некоторых режимах работы блокировочное устройство не выполняет своих функций. Кроме того, в устройстве кинематическая рычажная связь между подпиточным клапаном и сильфонным приводом усложняет конструкцию насоса.

Прототипом предлагаемого изобретения является насос по патенту N 2079715, кл. F 04 B 43/06, в котором указанные недостатки устранены.

Новым в насосе является наличие дифференциального подпиточного клапана, в корпусе которого с образованием золотниковой, подпиточной и отсечной камер находится на одном конце штока запорный элемент. Другой конец штока выполнен в виде золотника, площадь сечения которого равна площади сечения проходного отверстия запорного элемента. Поверхность перфорированной стенки сопряжена с профильной поверхностью, утопленной относительно поверхности перфорированной стенки в сторону камеры вытеснителя и образующей с поверхностью мембраны в конце хода всасывания кольцеобразную камеру. Камера вытеснителя гидравлически связана с отсечной камерой подпиточного клапана. Кольцеобразная камера соединена с золотниковой камерой подпиточного клапана. Подпиточная камера клапана связана с емкостью для запаса приводной жидкости.

Однако насос имеет существенный недостаток.

При работе насоса во время начала хода нагнетания небольшое количество приводной жидкости выбрасывается через дифференциальный подпиточный клапан в емкость для запаса приводной жидкости. Это происходит, по-видимому, из-за того, что дифференциальный клапан не успевает плотно закрыться к этому моменту. Указанное явление понижает точность дозирования. Особенно указанный недостаток проявляется при малых подачах насоса и при увеличении числа ходов вытеснителя, например, до 150...200 ходов в минуту.

Техническая задача, поставленная в настоящем изобретении - повышение точности дозирования и повышение надежности работы насоса.

Это достигается тем, что насос снабжен обратным клапаном, установленным перед дифференциальным подпиточным клапаном со стороны емкости для запаса приводной жидкости.

На чертеже схематически изображен насос в положении, соответствующем концу хода нагнетания, пунктиром показано положение мембраны и вытеснителя в конце хода всасывания.

Насос содержит приводной механизм (не показан), связанный с вытеснителем 1, совершающим возвратно-поступательное движение, мембрану 2, установленную в корпусе 3 с образованием насосной 4 и приводной 5 камер. Насосная камера имеет всасывающий 6 и нагнетательный 7 клапаны. Приводная камера 5 отделена от камеры 8 вытеснителя 1 перфорированной стенкой 9, которая сопряжена с профильной поверхностью 10, утопленой относительно перфорированной стенки 9 в сторону камеры 8 с образованием с поверхностью мембраны 2 в конце хода всасывания кольцеобразной камеры 11. В корпусе 3 размещен дифференциальный подпиточный клапан 12, уплотненный кольцами 13. Внутри клапана 12 находится шток 14, на одном конце которого имеется запорный элемент 15, поджатый пружиной 16, на другом - золотник 17, причем площадь сечения золотника равна площади сечения проходного отверстия запорного элемента 15. Камера 18 между запорным элементом 15 и золотником 17 через обратный клапан 19 трубкой 20 соединена с фильтром 21, находящимся в емкости 22 для избыточного объема приводной жидкости. В емкости 22 находится также предохранительный клапан 23, внутри которого находится автоматический воздухоотделитель. Клапан 23 каналом 24 связан с приводной камерой 5, кольцеобразная камера 11 каналом 25 соединена с камерой 26 дифференциального клапана со стороны золотника 17.

При возвратно-поступательном движении вытеснителя 1 аналогичное движение совершает мембрана 2, в результате чего происходит периодическое изменение объема насосной 4 и приводной 5 камер, всасывание в камеру 4 перекачиваемой среды через клапан 6 и вытеснение ее через клапан 7 в линию нагнетания.

При работе насоса происходит потеря приводной жидкости в автоматическом воздухоотделителе и в уплотнениях вытеснителя 1, поэтому мембрана 2 при приближении вытеснителя 1 к положению, соответствующему концу хода всасывания, ложится на перфорированную стенку 9, перекрывая в ней отверстия, соединяющие камеры 5 и 8.

От приводной камеры 5 в этот момент мембрана 2 отделяет кольцеобразную камеру 11. При дальнейшем движении вытеснителя 1 влево в камере 8 разряжение увеличивается по сравнению с разряжением в камере 11. На запорном элементе 15 и золотнике 17, связанных штоком 14, возникает перепад давления. В результате этого элемент 15 открывается и из емкости 22 для избыточного объема приводной жидкости через фильтр 21, обратный клапан 19 и камеру 18 за счет разряжения приводная жидкость поступает в камеру 8. Таким образом осуществляется компенсация потерь жидкости в приводной камере. При ходе нагнетания запорный элемент 15 закрывается пружиной 16. Перепад давления в конце хода всасывания при упоре мембраны 2 в стенку 9 задается величиной натяга пружины 16. В этот момент мембрана 2 при упоре в стенку 9 отсекает определенный объем приводной жидкости в кольцеобразной камере 11, что исключает дальнейший прогиб ее к профильной поверхности 10 корпуса.

На ходе всасывания за счет увеличения сопротивления во всасывающем тракте возможно возникновение повышенного разрежения в приводной камере 5, но запорный элемент 15 клапана 12 не откроется самопроизвольно, так как в камерах 4,5 разрежения (или давления на ходе нагнетания) равны между собой. Запорный элемент 15 откроется только в конце хода всасывания при упоре мембраны 2 в перфорированную стенку 9.

В аварийных случаях при превышении давления срабатывает предохранительный клапан 23, перепуская приводную жидкость из камеры 5 в емкость 22.

Дополнительное введение в конструкцию насоса обратного клапана 19 исключает возможные выбросы приводной жидкости в начале хода нагнетания через дифференциальный подпиточный клапан 12. Таким образом повышается точность дозирования, устраняется указанный выше недостаток прототипа.

Изобретение предназначено для использования в различных отраслях промышленности для дозированной подачи агрессивных, токсичных, взрывопожароопасных и других текучих сред. Насос содержит приводной механизм, корпус с перфорированной стенкой. Мембранный разделитель установлен в корпусе с образованием насосной и приводной камер. В емкости для избыточного объема приводной жидкости установлены предохранительный клапан и фильтр. Дифференциальный подпиточный клапан имеет полость, образованную между запорным и золотниковым элементами, соединенную при помощи канала с емкостью для избыточного объема приводной жидкости. Насос снабжен обратным клапаном, установленным в канале, соединяющем емкость для избыточного давления приводной жидкости с полостью между запорным и золотниковым элементами дифференциального подпиточного клапана. Повышается точность дозирования и надежность работы насоса. 1 ил.

Насос дозировочный мембранный гидроприводной, содержащий приводной механизм, корпус с перфорированной стенкой, отделяющей камеру вытеснителя от приводной камеры, мембранный разделитель, установленный в корпусе с образованием насосной и приводной камер, емкости для избыточного объема приводной жидкости с установленными в ней предохранительным клапаном и фильтром, дифференциальный подпиточный клапан с полостью, образованной между запорным и золотниковым элементами последнего, соединенной при помощи канала с емкостью для избыточного объема приводной жидкости, отличающийся тем, что насос снабжен обратным клапаном, установленным в канале, соединяющем емкость для избыточного давления приводной жидкости с полостью между запорным и золотниковым элементами дифференциального подпиточного клапана.