Перистальтический насос Советский патент 1988 года по МПК F04B43/12 

Изобретение относится к насосо- строениго и касается перистальтического насоса с уменьшенной пульсацией.

Насосы с эластичным шлангом применяются во многих областях преимущественно в целях дозировки.

Наиболее близкое к изобретению решение описано в ДЕ-Р № 1951347, согласно которому плунжер на напорной стороне рукава изменяет поперечное сечение рукава в течение фазы, длительность которой определяется начальным и крайним положениями сдавливающих роликов, таким образом, что мгновенное значение пропускаемого количества жидкости соответствует отрицательному отклонению мгновенного пропущенного количества от усредненного значения пропущенного количеств жидкости. Возвратно-поступательное движение плунжера обеспечивается механической системой, которая приводится в действие двигателем насоса со сжимаемыми рукавами.

Успех этого решения достигается только при определенном расчете рукавов и качестве их материала, а также в относительно узком диапазоне числа оборотов ротора . Оптимальная компенсация пульсации требует для данного рукава индивидуальной адаптации активного профиля плунжера и его возвратно-поступательного движения. В случае применения компенсирующего устройства согласно ДЕ-Р № 951347 в многоканальных насосах со сжимаемыми рукавами для каждого канала необходимы собственный плунжерный и ходовой механизмы и проведение большого объема юстировочных работ.

Целью изобретения является уменьшение пульсации подачи и упрощение конструкции.

В основу изобретения положена задача создать простое экономичное устройство для насосов со сжимаемыми рукавами, пригодное также для многоканальных насосов.

Для решения этой задачи запирающий элемент выполнен в виде прижима установленного между опорным-сегментом и фиксатором на расстоянии от последнего, равном 0,2-0,8 расстоя

10

152016751 2

тором составляет 1,01-1,03, Кроме того, предусмотрены варианты выполнения насоса, в которых прижим установлен с возможностью перемещения вдоль оси шланга и в направлении, перпендикулярном его оси, по меньшей мере запирающая часть прижима выполнена в виде цилиндрической поверхности, прижим выполнен в виде ролика, ось симметрии прижима расположена параллельно оси ротора, опорньлй сегмент снабжен кронштейном для крепления прижима.

На фиг. 1 изображен перистальтический насос, продольное сечение, на фиг. 2 - диаграммы давления, поперечного сечения и подаваемого потока.

Корпус 1 имеет основную поверхность 2 для монтажа насоса. Ротор 3, выполненный как роликоподшипниковый сепаратор, установлен с помощью оси 9 в корпусе 1 нас оса и оснащен роли35

25 ками 4, равномерно распределенными по окружности. Над ротором 3 расположен опорный сегмент 5. Его длина выбрана таким образом, чтобы под- ним постоянно находились два ролика 4.

30 Между роликами 4 и опорным сегментом 5 расположен шланг 6. На всасьшающей стороне он зажат фиксаторе 7, а на напорной стороне - в фиксатора 8. Посредством фиксатора 8 на шланг 6 оказывается растягивающее воздействие, так что он натягивается между обоими фиксаторами. Между опорным сегментом 5 и фиксатором 8 расположен дрижим 11, который продавливает шланг в направлении основной поверхности 2. Образуются два отрезка шланга: отрезок 15 - между местом 17 сдавливания, находящимся близко от прижима, и прижимом 11 и отрезок 16 - между прижимом I и фиксатором 8. С помощью прижима li шланг подвергается относительному удлинению на величину 1,01 до 1,03 отрезка между опорным сегментом 5 и фиксатором 8. Оба отрезка 15 и 16 шланга образуют вследствие перегиба, создаваемого прижимом I1, угол 20 перегиба. Фиксатор 8 и прижим II должны располагаться таким образом, чтобы отрезок I5 шланга находился

40

45

50

ния между фикстором и сегментом. Шланг.j в пределах эффективного угла 19. В

конкретном примере фиксатор 8 расположен так, что соединительная линия 18 к краю опорного сегмента 6 совпадает с касательной выхода внут

продавлен прижимом в сторону ротора. Его предварительное удлинение под действием предварительного натяжения на участке между сегментом и фиксав пределах эффективного угла 19. В

конкретном примере фиксатор 8 расположен так, что соединительная линия 18 к краю опорного сегмента 6 совпадает с касательной выхода внут314

ренней поверхности опорного сегмента 5. Положение и величина эффективного угла 19 выбраны такими, чтобы,в системе насос с шлангами- прижим не возникло функциональных нарушений.

Прижим 11 снабжен регулировочным приспособлением I3 и вместе с ним прикреплен к крепежному рычагу 12, который конструктивно соединен с опорным сегментом 5. Свободный конец крепежного рычага 12 образует с частью корпуса 1Д разъемное соединение.

Насосы с шлангами работают по принципу вытеснения. Шланг 8 под опорньм сегментом 5 в двух местах сдавлива- ется роликами 4. Места сдавливания перемещаются в направлении вращения ротора 3 от начала до конца опорного сегмента 5. В зависимости от направления вращения в шланге 6 за роликами 4 возникает пониженное, а перед ними - избыточное давление, в результате подаваемая среда испытывает всасывающее и напорное воздействия. Между двумя роликами 4, двигающимися под опорным сегментом 5, заключен определенный объем среды. При отводе переднего ролика 4 от опорного сегмента 5 среда переходит в отрезки 15 и 16 шланга. Подъем ролика 4 приводит к увеличению объема в .участке шланга расположенном между обоими сдавливающими роликами 4, что вызьшает пульсацию подаваемого поток Пульсация зависит от размеров функциональных элементов насоса, свойств материала шланга и числа оборотов ротора.

Прижим 1I сужает поперечное сечение шланга 6. В зависимости от положения находящегося вблизи прижима места 17 сдавливания изменяются длина и положение отрезка 15 шланга, -вследствие чего изменяются также уго 20 перегиба и поперечное сечение шланга 6 в месте перегиба. Все названные

1

величины периодически принимают среднее значение. Незадолго до подъема ближнего к прижиму 11 ролика 4 поперечное сечение в месте перегиба является минимальным. После подъема оно быстро достигает своего максимального значения, чтобы затем (медленнее) опять возвратится к минимальному. Длина отрезка 15 шланга изменяется за эти же промежутки времени с такими же знаками. Непосредственно перед подъемом ролика 4 давление в отрезке 15 шланга является наивысшим, так как объем шланга достгО ает своего наименьшего значения, поперечное сечение шланга в

месте прижима является наименьшим Повьш1ению давления до достижения

точки подъема препятствует сужение поперечного сечения, вследствие чего через место перегиба проходит по- стоянньй подаваемый поток. Хотя после подъема ролика 4 давл.ние снижа тся, соответственн9 увеличивается поперечное сечение места перегиба, так что подаваемый поток не уменьшается . Прижим П способствует постоянному заполнению отрезка 15

шланга средой. Поперечное сечение в месте перегиба,т.е. в месте перехода к отрезку 11 шланга, при последовательном перемещении находящегося прижима места 17 сдавливания изменяется с изменением давления, в результате поток за местом перегиба - постоянный.

На диаграмме (фиг. 2) представлены давление в отрезке 15 Шланга (попереченое сечение шланга в месте перегиба) и подаваемый поток за местом перегиба в отрезке 16 шланга как функция угла места 17 сдавливания, находящегося вблизи прижима.

Кривая 21 отражае т изменение давления, кривая 22 - изменение поперечного сечения, а кривая 23 - подава е- мый в зависимости от угла поток.

12

8

Фиг.1

21