ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 2019 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к перистальтическому насосу.

Перистальтические насосы обычно содержат приводной двигатель, присоединенный через коробку передач для привода ротора, размещенного в головке насоса. Ротор несет пару колодок или других средств для сопряжения с гибкой трубкой. При вращении ротора колодки деформируют гибкую трубку для обеспечения смыкания стенок трубки. При перемещении сомкнутого участка вдоль длины трубки, жидкость в трубке понуждается к перемещению от одного конца трубки к другому.

Обычные насосы можно, в общем, классифицировать либо как насосы, скомпонованные в продольном направлении, либо как скомпонованные напрямую.

В насосе, скомпонованном в продольном направлении, привод присоединен к головке насоса через муфту. Любая несоосность (как угловая, так и по расположению) между приводом и головкой насоса может быть скорректирована с помощью муфты. Однако этот процесс требует большой затраты времени и, следовательно, является дорогостоящим. Сама муфта также является дорогой.

В насосе, скомпонованном напрямую, ротор присоединен непосредственно к приводу, и, таким образом, исключается потребность в муфте и в связанном с ней процессе обеспечения соосности. Однако при такой компоновке посредством привода необходимо создавать большое усилие, прикладываемое к ротору для сжатия трубки.

Для исключения проблем, связанных с использованием насосов, скомпонованных напрямую, Заявителем создан (см. Европейский патент EP0881389) насос, скомпонованный напрямую, в котором головка насоса присоединена непосредственно к приводу, а ротор поддерживается его собственной ступицей, и, таким образом, обеспечивается изоляция и защита привода от усилий, прикладываемых к ротору. Благодаря этому обеспечивается возможность использования привода меньшего габарита и менее дорогой коробки передач. Однако при использовании такого насоса, скомпонованного напрямую, ориентация ротора является фиксированной относительно ступицы, из-за чего не допускается какая-либо угловая несоосность между компонентами, которая может возникнуть в результате наличия допусков при изготовлении.

Таким образом, желательно создание насоса, при использовании которого решались бы проблемы обычных насосов, скомпонованных напрямую с приводом, и обеспечивалась бы возможность разрешения больших допусков несоосности.

Согласно аспекту изобретения, создан перистальтический насос, содержащий: корпус, содержащий ступицу; ротор, расположенный внутри корпуса и поддерживаемый ступицей с возможностью вращения, и содержащий приводной вал, проходящий через ступицу; где приводной вал выполнен с возможностью его сопряжения с выходным валом привода для образования кинематического соединения; где первый центр несоосности образован между ротором и ступицей, а второй центр несоосности образован между приводным валом и выходным валом привода.

Подшипник может быть расположен между ротором и ступицей в одном осевом положении для поддержания ротора с возможностью вращения, где посредством подшипника образован первый центр несоосности.

Подшипниковый узел может содержать один подшипник.

Подшипник может быть установлен между наружной поверхностью приводного вала и внутренней поверхностью ступицы.

Приводной вал может содержать охватывающий приемный участок для расположения в нем выходного вала привода, где второй центр несоосности образован посредством использования охватывающего приемного участка.

Перистальтический насос может дополнительно содержать втулку, выполненную с возможностью расположения в ней и сопряжения ее с выходным валом привода, где втулку сопрягают с охватывающим приемным участком для образования кинематического соединения.

Приводной вал может содержать охватываемый участок, выполненный с возможностью введения его в выходной вал привода, где второй центр несоосности образован посредством использования охватываемого участка.

Кинематическое соединение может содержать дополнительные взаимно сопряженные средства.

Дополнительные взаимно сопряженные средства могут включать шпонки или средства многоугольной формы.

Перистальтический насос может дополнительно содержать привод.

Привод может содержать двигатель и коробку передач, где выходной вал выступает из коробки передач.

Коробка передач может быть коробкой передач с шестернями со спиральными зубьями. Коробка передач с шестернями со спиральными зубьями может содержать выходной вал со шпонкой.

Для лучшего понимания изобретения и для того, чтобы было показано более четко то, как изобретение может быть эффективно осуществлено, приведены ссылки, в виде примера, на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

на фиг. 1 – перистальтический насос согласно варианту осуществления изобретения, вид в поперечном разрезе;

на фиг. 2 - взаимное соединение между ротором и приводом перистальтического насоса, вид в увеличенном масштабе;

на фиг. 3 – перистальтический насос согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в поперечном разрезе.

На фиг. 1 и 2 показан перистальтический насос 2 согласно варианту осуществления изобретения. Перистальтический насос 2 содержит привод 4 и головку 6 насоса. Привод 4 содержит двигатель, посредством которого обеспечивают привод через выходной вал 8 коробки передач, например, коробки передач с шестернями со спиральными зубьями.

Головка 6 насоса содержит корпус 10, прикрепленный к приводу 4. Ротор 12 расположен внутри корпуса 10. Ротор 12 содержит наружный обод 14, содержащий пару колодок (не показаны) для сопряжения с гибкой трубкой, или шлангом (не показаны), расположенной между наружным ободом 14 ротора 12 и наружной стенкой (не показана) корпуса 10. При вращении ротора 12 колодки деформируют гибкую трубку для смыкания стенок трубки. При перемещении сомкнутого участка вдоль длины трубки жидкость в трубке понуждается к перемещению от одного конца трубки к другому. Внутри корпуса может быть обеспечена смазочная жидкость для уменьшения трения между колодками и трубкой, и, следовательно, для уменьшения износа. Соответственно, корпус 10 может представлять собой герметизированный блок для предотвращения утечки смазочной жидкости.

Приводной вал 16 проходит от центра ротора 12. Приводной вал 16 расположен внутри ступицы 18 корпуса 10. Ступица 18 имеет полую, цилиндрическую форму и выступает от привода 4, а выходной вал 8 привода 4 расположен в центре ступицы. Ротор 12 присоединен с возможностью вращения к приводу 4 посредством ступицы 18 корпуса 10. Более конкретно: один (т.е. только один) подшипник 20 расположен между наружной поверхностью приводного вала 16 и внутренней поверхностью ступицы 18. Подшипник 20 может быть обычным подшипником качения, например, шариковым подшипником или роликовым подшипником. Может быть полезным использование сферического роликового подшипника для допущения угловой несоосности, как это описано дополнительно ниже. Посредством подшипника 20, следовательно, обеспечивают возможность вращения ротора 12 относительно корпуса 10.

Подшипник 20 установлен на отдаленном конце приводного вала 16 и упирается в заплечик 22, выполненный на приводном валу 16. Подшипник 20 удерживают на приводном валу 16 с помощью запорного кольца 24 (или пружинного запорного кольца), расположенного в канавке, выполненной вдоль окружности приводного вала 16. Осевое положение подшипника 20 вдоль приводного вала 16, таким образом, зафиксировано посредством заплечика 22 и запорного кольца 24.

Приводной вал 16 является полым и обеспечен шлицевым, охватывающим, приемным участком 26. Конверторная втулка 28 прикреплена к выходному валу 8 привода 4. Конверторная втулка 28 содержит внутреннюю поверхность, обеспеченную шпоночным пазом, сопряженным со шпонкой 30, уложенной в шпоночную канавку, выполненную вдоль длины выходного вала 8. Шпонкой 30, таким образом, соединена конверторная втулка 28 с выходным валом 8 для предотвращения относительного вращения между ними. Наружная поверхность конверторной втулки 28 обеспечена шлицами, соответствующими шлицам в охватывающем приемном участке 26. Конверторная втулка 28, таким образом, расположена в охватывающем приемном участке 26 приводного вала 16, и посредством ее передается крутящий момент от выходного вала 8 к ротору 12.

Шлицы, выполненные на конверторной втулке 28, могут быть короче по длине, чем шлицы в охватывающем приемном участке 26. Следовательно, шлицам конверторной втулки 28 может быть предоставлена возможность перемещения относительно шлицов охватывающего приемного участка 26 и, таким образом, предоставлена возможность варьирования положения приводного вала 16 в осевом направлении относительно выходного вала 8.

Подшипник 20 образует первый центр несоосности (обозначенный линией 32) между ротором 12 и корпусом 10. Посредством первого центра несоосности допускается возможность возникновения небольшой угловой несоосности между приводным валом 16 и ступицей 18 (т.е. положение, при котором ось вращения приводного вала 16 наклонена относительно осевого направления, определяемого ступицей 18).

Аналогичным образом, шлицевое кинематическое соединение, образованное из конверторной втулки 28 и охватывающего приемного участка 26, образует второй центр несоосности (обозначенный линией 34) между ротором 12 и приводом 4. Посредством второго центра несоосности допускается возможность возникновения небольшой угловой несоосности между приводным валом 16 и выходным валом 8 (т.е. положение, при котором ось вращения приводного вала 16 наклонена относительно оси вращения выходного вала 8).

Посредством первого и второго центров несоосности, таким образом, допускается возможность возникновения несоосности между приводом 4 и головкой 6 насоса, которая может иметь место в результате наличия нормальных допусков при изготовлении.

На фиг. 3 показан другой вариант осуществления изобретения. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, описанного ранее, только тем, что с наружной стороны подшипника 20 обеспечено уплотнение 36. Посредством уплотнения 36 обеспечивают условия, при которых смазочная жидкость (и нагнетаемая жидкость, если трубка теряет целостность,) не может вытечь из головки 6 насоса. Привод 4, таким образом, полностью изолирован и, следовательно, защищен от головки 6 насоса. Уплотнение 36 может быть альтернативно или дополнительно обеспечено с внутренней стороны подшипника 20.

В вариантах осуществления, описанных выше, с помощью конверторной втулки 28 преобразуют форму выходного вала 8, придавая ему форму, пригодную для сцепления с охватывающим приемным участком 26 приводного вала 16. Множество конверторных втулок может быть, таким образом, обеспечено для преобразования выходных валов различных приводов с приданием им формы, пригодной для сцепления с головкой 6 насоса. С помощью конверторных втулок, таким образом, обеспечивают возможность привода головки 6 насоса посредством различных приводов. Следует понимать, что конверторную втулку 28 можно использовать просто для преобразования размера, даже если форма выходного вала 8 соответствует форме охватывающего приемного участка 26.

Кроме того, кинематическое соединение может быть образовано непосредственно между выходным валом 8 и приводным валом 16 без использования конверторной втулки 28. Кинематическое соединение также не обязательно должно быть шлицевым, а может быть образовано посредством использования любых других пригодных дополнительных средств, например, средств многоугольной формы.

Хотя ступица 18 описана как часть корпуса 10 насоса, она может, вместо этого, составлять часть самого привода 4.

Хотя в описании изобретения сказано об использовании одного подшипника 20, следует понимать, что могут быть использованы дополнительные подшипники, если они выставлены в одном осевом положении (т.е. выставлены концентрично) для образования центра несоосности. Например, дополнительный подшипник может быть расположен между наружной поверхностью ступицы 18 и внутренней поверхностью участка ротора 12. При установке дополнительного подшипника его располагают вдоль линии 32, в результате чего ротору 12 все еще предоставляется возможность поворота относительно ступицы 18.

Если используется только один подшипник, то он может быть, вместо этого, расположен между наружной поверхностью ступицы 18 и внутренней поверхностью участка ротора 12.

Приводной вал 16 ротора 12 не обязательно должен быть полым вдоль всей его длины (т.е. он может быть только частично полым). Действительно, в других вариантах осуществления приводной вал 16 может содержать охватываемый участок, введенный в охватывающий приемный участок привода 4 (или в промежуточную конверторную втулку).

Изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными в данном документе, и оно может быть модифицировано или приспособлено без отступления от объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в перистальтических насосах. Насос 2 содержит: корпус 10 и ступицу 18. Ротор 12 расположен внутри корпуса 10 и поддерживается с возможностью вращения ступицей 18. Ротор 12 содержит приводной вал 16, проходящий через ступицу 12. Приводной вал 16 выполнен с возможностью сопряжения с выходным валом 8 привода 4 для образования кинематического соединения. Первый центр несоосности 32 образован между ротором 12 и ступицей 18, а второй центр несоосности 34 образован между приводным валом 16 и выходным валом 8 привода 4. Подшипник 20 расположен между ротором 12 и ступицей 18 в одном осевом положении для поддержания ротора 12 с возможностью его вращения. Посредством подшипника образован первый центр несоосности. Решается проблема обычных насосов, скомпонованных напрямую с приводом, путем обеспечения возможности разрешения больших допусков несоосности. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Перистальтический насос, содержащий корпус, содержащий ступицу;

ротор, расположенный внутри корпуса и поддерживаемый с возможностью вращения ступицей, при этом ротор содержит приводной вал, проходящий через ступицу и приводной вал выполнен с возможностью его сопряжения с выходным валом привода для образования кинематического соединения, в котором первый центр несоосности образован между ротором и ступицей, а второй центр несоосности образован между приводным валом и выходным валом привода, при этом подшипник расположен между ротором и ступицей в одном осевом положении для поддержания ротора с возможностью его вращения, при этом посредством подшипника образован первый центр несоосности.

2. Насос по п.1, в котором подшипниковый узел содержит один подшипник.

3. Насос по п. 2, в котором подшипник расположен между наружной поверхностью приводного вала и внутренней поверхностью ступицы.

4. Насос по любому из пп. 1-3, в котором приводной вал содержит охватывающий приемный участок для расположения в нем выходного вала привода, при этом второй центр несоосности образован посредством использования охватывающего приемного участка.

5. Насос по п. 4, дополнительно содержащий втулку, выполненную с возможностью расположения в ней и сопряжения с ней выходного вала привода, при этом с помощью втулки, сопряженной с охватывающим приемным участком, образовано кинематическое соединение.

6. Насос по любому из пп. 1-3, в котором приводной вал содержит охватываемый участок, выполненный с возможностью введения его в выходной вал привода, при этом второй центр несоосности образован посредством использования охватываемого участка.

7. Насос по любому из пп. 1-6, в котором кинематическое соединение содержит дополнительные взаимно сопряженные средства.

8. Насос по п. 7, в котором дополнительные взаимно сопряженные средства содержат шлицы или средства многоугольной формы.

9. Насос по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащий привод.

10. Насос по п. 9, в котором привод содержит двигатель и коробку передач, при этом выходной вал выступает из коробки передач.

11. Насос по п. 10, в котором коробка передач является коробкой передач с шестернями со спиральными зубьями.