ДОЗИРОВОЧНЫЙ НАСОС (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК F04B13/00 F04B45/02 

Изобретение относится к технике дозирования жидких сред сильфонного типа и может быть применено в системах повышенного давления.

Известно устройство для дозирования жидкостей с использованием сильфона в качестве промежуточного элемента между приводом и рабочей камерой мембранного типа (1). Недостатком указанного устройства является отсутствие в нем прямой зависимости величины дозы от величины перемещения сильфона, что затрудняет процесс автоматического регулирования дозы.

Наиболее близким к изобретению является дозирующий насос сильфонного типа, описанный в работе (2). Насос содержит корпус с полостью, в которой расположен сильфон. Один конец сильфона герметично закреплен на корпусе, а другой может перемещаться приводом вдоль своей оси. Насос имеет входное и выходное устройства распределения дозируемой жидкости. Недостатком прототипа является повышение мощности привода при дозировании жидкости, находящейся в системе с повышенным давлением. Увеличение мощности привода происходит в связи с появлением дополнительного усилия, возникшего из-за разницы давлений в полости корпуса и во внутренней полости сильфона. Кроме того, повышение давления должно привести к увеличению толщины стенки сильфона, что повышает его жесткость и, как следствие, увеличивает мощность привода.

Задачей настоящего изобретения является минимизация мощности привода сильфона при дозировании жидкости в системе с повышенным давлением.

Техническим результатом является уравновешивание давления внутри и снаружи сильфона и устранение дополнительных усилий на привод.

Технический результат по первому варианту обеспечивается тем, что в дозировочном насосе, содержащим корпус с полостью, в которой размещен сильфон, один конец которого герметично скреплен с корпусом, а другой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси, и имеющим входное и выходное устройства распределения жидкости, на подвижном конце сильфона установлен клапан, так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при сжатии сильфона, а внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с входным устройством и полость корпуса с выходным устройством, при этом полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью.

Технический результат по второму варианту обеспечивается тем, что в дозировочном насосе, содержащим корпус с полостью, в которой размещен сильфон, один конец которого герметично скреплен с корпусом, а другой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси, и имеющим входное и выходное устройства распределения жидкости, на подвижном конце сильфона установлен клапан так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при растяжении сильфона, а внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с выходным устройством и полость корпуса - с входным, при этом полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью.

При гидравлической связи внутренней полости сильфона с устройствами входа или выхода дозировочного насоса, давления внутри и снаружи сильфона выровнены и тем сняты дополнительные нагрузки на привод перемещения сильфона, а так же созданы условия для выполнения тонкостенного сильфона и минимизации мощности привода.

Наличие отличительных признаков от прототипа говорит о том, что предложенные варианты технического решения соответствуют критерию изобретения "новизна".

Заявляемый дозировочный насос соответствует критерию "изобретательский уровень", так как не выявлено источников известности, где был бы описан технический результат, достигаемый предлагаемым насосом.

На фиг.1 представлена функциональная схема дозировочного насоса по первому варианту, на фиг.2 - схема по второму варианту, где:
1 - устройство входа;
2 - вентиль;
3 - устройство выхода;
4 - вентиль;
5 - вентиль;
6 - клапан;
7 - корпус;
8 - сильфон;
9 - привод;
10 - клапан.

Дозировочный насос содержит устройство входа 1 с вентилем 2, устройство выхода 3 с вентилями 4, 5 и клапаном 6, корпус с полостью 7, сильфон 8, привод 9, клапан 10.

Дозировочный насос по первому варианту работает следующим образом. Система первоначально заполняется дозируемой жидкостью через открытый вентиль 2 устройства входа 1 при закрытом вентиле 4 и открытом вентиле 5 устройства выхода 3. После вытеснения воздуха из системы, вентиль 5 закрывается, а вентиль 4 открывается. При перемещении приводом 9 свободного конца сильфона 8 на его сжатие, открывается клапан 10, закрывается клапан 6 устройства выхода 3 и жидкость из внутренней полости сильфона вытесняется в полость корпуса 7. При перемещении торца сильфона на растяжение, клапан 10 закрывается, клапан 6 открывается и жидкость из полости корпуса 7 вытесняется в устройство выхода 3. Одновременно внутренняя полость сильфона заполняется жидкостью из устройства входа 1.

Дозировочный насос по второму варианту работает следующим образом. Система первоначально заполняется дозируемой жидкостью через открытый вентиль 2 устройства входа 1 при закрытом вентиле 4 и открытом вентиле 5 устройства выхода 3. После вытеснения воздуха из системы, вентиль 5 закрывается, а вентиль 4 открывается. При перемещении приводом 9 свободного конца сильфона 8 на его растяжение, открывается клапан 10, закрывается клапан 6 устройства выхода 3 и жидкость из полости корпуса 7 вытесняется в полость сильфона 8. При перемещении торца сильфона на сжатие, клапан 10 закрывается, клапан 6 открывается и жидкость из полости сильфона 8 вытесняется в устройство выхода 3. Одновременно полость корпуса 7 заполняется жидкостью из устройства входа 1.

Оба варианта были опробованы для подачи жидкости в системе с давлением 1 МПа. Сильфон выполнен тонкостенным с несколькими гофрами. Подвижный конец сильфона, на котором установлен клапан, перемещается импульсным электромагнитным приводом, а внутренняя полость сильфона заполняется дозируемой жидкостью через входное или выходное устройства распределения жидкости.

В предлагаемом дозировочном насосе снята нагрузка с сильфона, в связи с чем он выполнен тонкостенным и малой жесткости, что позволило перемещать его подвижный конец маломощным импульсным электромагнитным приводом.

Источники информации
1. Авторское свидетельство 1679052, приоритет 2.01.89, F 043 13/00, опубликован 23.09.91, БИ 35.

2. Патент США 5061156, приоритет 18.05.90, F 043 45/00, опубликован 29.10.91, т. 1135, 5.

Насос предназначен для использования в технике дозирования жидких сред сильфонного типа и может быть применен в системах повышенного давления. По первому варианту насос содержит корпус с полостью, в которой размещен сильфон, входное и выходное устройства распределения жидкости. Один конец сильфона герметично скреплен с корпусом, а другой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси. На подвижном конце сильфона расположен клапан так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при сжатии сильфона. При этом внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с входным устройством, а полость корпуса с выходным устройством и полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью. По второму варианту насос содержит клапан, расположенный на подвижном конце сильфона, который установлен так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при растяжении сильфона. При этом внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с выходным устройством, а полость корпуса - с входным, и полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью. При работе насоса в системе с повышенным давлением позволяет минимизировать мощность привода подвижного конца сильфона. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дозировочный насос, содержащий корпус с полостью, в которой размещен сильфон так, что один его конец герметично скреплен с корпусом, а другой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси, входное и выходное устройства распределения жидкости, отличающийся тем, что на подвижном конце сильфона установлен клапан так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при сжатии сильфона, при этом внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с входным устройством, а полость корпуса с выходным устройством, и полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью. 2. Дозировочный насос, содержащий корпус с полостью, в которой размещен сильфон так, что один его конец герметично скреплен с корпусом, а другой установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль своей оси, входное и выходное устройства распределения жидкости, отличающийся тем, что на подвижном конце сильфона установлен клапан так, что сообщает полость сильфона с полостью корпуса при растяжении сильфона, при этом внутренний объем сильфона гидравлически сообщен с выходным устройством, а полость корпуса с входным и полость сильфона заполнена дозируемой жидкостью.