Вибрационный насос Советский патент 1986 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосо- строению, в частности к конструкции вибронасосов, и может быть использовано при проектировании насосов и найти применение в различных отраслях народного хозяйства для откачки жидкостей .из водоисточников с малой глубннг й, не допускающей работы в погруженном состоянии.

Цель изобретения - повьшение производительности путем обеспечения возможности работы в режиме самовсасывания и обеспечение регулирования режима работы путем изменения амплитуды собственных колебаний мембраны.

На чертеже изображен вибрационный насос с частичным вырезом.

Вибрационный насос содержит кор- ггус 1 с всасывающей 2 и рабочей 3 камерами, трубопроводы 4 и 5 впускные 6 и нагнетательные 7 клапаны, виратор 8 со штоком 9, на котором закреплен рабочий орган, выполненный

в виде тонкостенной упругой мембраны 25 движении мембраны -jQ (движен1ге

сверху вниз) нагнетательный клапан 7 открывается, впускной клапан б закрывается, а компенсатор П отжимается (прогибается) в направлении, торце всасывающей, камеры 2, при этом зо противоположном расположению впуск- мембрана 10 закреплена на периферии в ного клапана 6 (т.е. также вниз), по10, установленной в корпусе 1, а всасывающая камера 2 снабжена компенсатором 11, выполненным в виде упругой пластины, закрепленной на

корпусе 1 , а вибратор 8 сна бжен резонатором 12, соединенным со штоком 9. , .Насос работает следующим образом.

Вибратор 8 сообщает колебания штоку 9 и через него мембране 10. Пока рабочая камера 3 не заполнена жидкостью, в ней находится воздух. Совершающая колебания мембрана 10 работает как вытеснитель воздуха, периодически меняя объем рабочей камеры 3, а сам. насос работа.вт при этом в ре- режиме самовсасывания.

При движении мембраны 10 вниз объем раб.очей камеры 3 уменьшается. Сжимаемый мембраной ТО воздух за счет образо.вавшегося избыточного давления открывает нагнетательный клапан 7 и удаляется в трубопровод

5через боковые отверстия рабочей камеры 3. Эластичный впускной клапан

6в этом время плотно прижимается к отверстиям, распололсенным в нижней части рабочей камеры 3. При движении мембраны 10 вверх рабочий объем рабочей камеры 3 увеличивается на гнетательньЕЙ клапан 7 закрывает боковые отверстия и в рабочей камере

3 создается разрежение.

35

40

током жидкости, двгтасущейся по инерции через всасывающий трубопровод 4.

При этом объем всасывающей камеры 2 увеличивается, компенсируя объем жидкости, поступающей по инерции во всасывающую камеру 2 из всасывающего Трубопровода 4. Благодаря этому пульсация потока во всасывающем трубопроводе 4 практически исчезает и поток приобретает стабильный, непрерывный характер. В это же время в нагнетательном трубопроводе 5 жидкость, разгоняемая мембраной 10, - приобретает определенную скорость и инерцию движения за счет выталкивания ее мембраной 10 через нагнетательный трубопровод ,

.Перед началом изменения направления движения мембраны 10 в обратном направлении впускной клапан б открывается.

50

55

Это происходит в силу того, что мембрана 10, затормаживаясь выталкивает уже. недостаточный.объем жидкости в нагнетательный трубопровод 5 меньший, чем ранее созданный поток жидкости, который продолжает

2542082

За счет образовав01егося разрежения открывается впускной клапан 6, и через открывшиеся отверстия воздух отсасывается из всасывающей ка-,

J меры 2, где также создается разрежение. Это происходит до тех пор, пока в,о всасывающую камеру 2 не поступит жидкость через трубопровод 4. Далее жидкость поступает в рабо10 чую камеру 3 и выходит через трубопровод 5.

Таким образом, мембрана 10 вначале откачивает воздух, а затем продолжает работать, перекачивая жидfS кость, т.е. работает в двух режимах.

В режиме самовсасывания жидкость, движущаяся в трубопроводе 4, приобретает определенную скорость и

20 инерцию движения.

После заполнения жидкостью полостей всасывающей 2, рабочей 3 камер насос работает в режиме перекачивания жидкости. При нагнетательном

током жидкости, двгтасущейся по инерции через всасывающий трубопровод 4.

При этом объем всасывающей камеры 2 увеличивается, компенсируя объем жидкости, поступающей по инерции во всасывающую камеру 2 из всасывающего Трубопровода 4. Благодаря этому пульсация потока во всасывающем трубопроводе 4 практически исчезает и поток приобретает стабильный, непрерывный характер. В это же время в нагнетательном трубопроводе 5 жидкость, разгоняемая мембраной 10, приобретает определенную скорость и инерцию движения за счет выталкивания ее мембраной 10 через нагнетательный трубопровод ,

.Перед началом изменения направления движения мембраны 10 в обратном направлении впускной клапан б открывается.

55

Это происходит в силу того, что мембрана 10, затормаживаясь выталкивает уже. недостаточный.объем жидкости в нагнетательный трубопровод 5 меньший, чем ранее созданный поток жидкости, который продолжает

двигаться в нагнетательном тру(5о- лроводе 5 в силу своей, ранее созданной инерции.

В то же время во всасывающем трубопроводе 4 продолжается движе- ние потока жидкости по инерции. В результате этого в рабочей камере 3 создается разрежение, а во всасывающей камере 2 - повышенное давление за счет упругих свойств компен- сатора 11 и продолжающегося инерди- рнного движения жидкости во всасывающем трубопроводе 4. Создавшийся перепад давлений во всасывающей 2 и рбочей 3 камерах способствует откры- тию впускного клапана 6.

После открытия всасывающего клапана 6 образуется непрерывный поток жидкости, движущихся из всасывающей 2 через рабочую 3 камеры и выходя- щий через нагнетательньй трубопровод 5.

Мембрана 10 проходит нижнюю мертвую точку и начинает всасывающее движение (снизу вверх). увели- чивая объем в рабочей камере 3 и разрежение в ней. Жидкость из всасывающей 2 камеры, увеличивая скорость, продолжает поступать в рабочую 3 камеру, препятствуя закрытию нагнетательного клапана 7., Когда поток жидкости, проходящий через впусной клапан 6, становится интенсивне потока жидкости, идущего через всасывающий трубопровод 4, компенсатор 11 начинает,распрямляться в направлении впускного клапана 6, уменьшая объем всасывающей камеры 2 и компенсируя разницу между объемом создаваемым потоком жидкости в нагнетательном трубопроводе 5 вместе с объемом жидкости в рабочей 3 камере, освобождаемь м мембраной 10, и объемом, создаваемым потоком жидкост во всасывающем трубопроводе 4.

При достижении мембраной 10 макси мальной скорости поток жидкости, ИДУ1ЦИЙ через выпускной клапан 6 в рабочую камеру 3, приобретает наи- больщее значение. При этом компенсатор 11 продолжает прогибаться вверх до предела, а во всасывающей камере 2 увеличивается разрежение, которое создает ускорение движения жидкости во всасывающем трубопроводе 4.

Нагнетательный клапан 7 продолжает оставаться открытым, поскольку через нагнетательный трубопровод

j ю f5

20

25 JQ

5

0

5

0

5

5 движется непрерывный поток жидкости.

Мембрана 10 проходит верхнюю мертвую точку и начинает движение вниз. Впускной клапан 6 при этом остается открытым. Продолжает оставаться открытым и нагнетательный клапан 7.

При достижении мембраной 10 скорости, при которой объем жидкости, выталкивается ею в нагнетательный трубопровод 5, станет равным объему создающегося инерционного потока в том же нагнетательном трубопроводе 5, впускной клапан 6 закрывается. После закрытия впускного клапана 6 мембрана 10 создает давление, к,ото- рое преодолевает создаваемый насосом напор и ускоряет поток жидкости в нагнетательном трубопроводе 5. При этом из-за отсечки потока жидкости впускным клапаном 6 компенсатор 11 снова прогибается вниз, в направлении, противоположном впускному клапану 6, потоком жидкости, движущейся по инерции через всасывающий трубопровод 4. Прогиб компенсатора 11 в указанном направлении увеличивает объем всасывающей камеры. 2 и тем самым создает условия для непрерывного стабильного движения потока жидкости, поступающего из всасывающего трубопровода., Далее цикл процесса перекачивания жидкости повторяется.

Наличие компенсатора 11 во всасывающей камере 2 обеспечивает в режиме самовсасьгоания перекачивания жидкости непрерывность, стабилизацию потока жидкости, проходящих через всасывающий 4 и нагнетательньй 5 трубопроводы, что способствует увеличению амплитуды колебаний мембраны 10, а следовательно, и увеличению производительности насоса.

Резонатор 12, выполненньш в виде упругой пластины, регулируется с помощью шайб, устанавливаемых в середине пластины по штоку 9. Изменением массы шайб на резонаторе 12 обеспечивается наибольшая амплитуда колебаний вибратора 8 и связанных с ним штока 9 и мембраны 10 в разных условиях работы насоса. Например, значительно изменяется амплитуда колебаний вибратора 8 в зависимости от высоты всасывания и нагнетания. Обеспечение наибольшей ампS12542086

литуды колебаний мембраны 10 в различ- пользовать его в оптимальном режиме ныч условиях работы позволяет увели- в зависимости от условий и вида про- ить производительность насоса и ис- водимых работ.

Редактор Е. Копча

Составитель Н. Иванков

Техред М,Хрдавдгч| Корректор В. Бутяга

Заказ 4702/39 Тираж 586Подписное

ВПИШИ Государствегпюго KONrHTeTa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушская каб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4