Герметичный объемный насос Советский патент 1992 года по МПК F04B15/00 

Изобретение относится к насосострое- нию, а точнее к герметичным насосам, предназначенным для перекачивания агрессивных и токсичных сред в автоматизированных технологических гидросистемах.

Известны гидроприводные и пневмопри- водные объемные насосные установки, предназначенные для перекачивания агрессивных и токсичных сред, в цилиндрах которых размещены вытеснительные узлы, состоящие из двух подвижных относительно друг друга элементов, между которыми установлена пружина, всасывающие и нагнетательные клапаны, бесконтактные путевые переключатели и мембраны, установленные попарно между цилиндром и каждым из подвижных относительно друг друга элементов вытеснителя. Между мембранами имеется промежуточная камера, которая заполнена жидкостью с началь- ным разрежением, обеспечивающим максимальную деформацию пружины и контакт между подвижными относительно друг друга элементами вытеснителя.

При работе такого насоса мембраны нагружены практически только начальным разрежением, что при работе насоса обеспечивает необходимый запас прочности их материала и препятствует образованию на них складок и, таким образом, перетиранию мембран. При разгерметизации промежуточной камеры нарушается равновесие сил на подвижных относительно друг друга элементах вытеснителя, в результате чего под действием пружины вытеснитель увеличивает свои осевые габариты. Это увеличение регистрируется бесконтактным путевым переключателем, по сигналу которого отключается привод объемной насосной установки и включается устройство сигнализации.

Недостатком такого насоса является большой мертвый объем рабочей камеры, в связи с чем невозможно обеспечить высо- .кую точность подачи насоса. Кроме того, такая объемная установка должна быть пря- модействующей, т.е. вытеснитель должен быть выходным звеном гидропривода или пневмопривода. В противном случае нагрузка на мембраны становится недопустимой из-за отсутствия компенсации силы, действующей на них со стороны рабочей камеры.

Известен герметичный поршневой насос, в цилиндре которого размещены шток, поршень с установленным в нем всасывающим клапаном, нагнетательный клапан и установленная между штоком и цилиндром мембрана.

Мертвый объем такого насоса может быть выполнен практически нулевым, что

обеспечивает высокую точность дозирования рабочей жидкости. Однако при работе такого насоса на мембране образуются складки, на которых происходит перетирание ее материала. Это приводит к попаданию рабочей жидкости в окружающую среду и в привод насоса. Если насос работает на агрессивной или токсичной среде, то при этом возникает опасность для обслуживаю0 щего персонала.

Цель изобретения - повышение безопасности работы насоса на агрессивных и токсичных жидкостях.

Указанная цель достигается тем, что на5 сое снабжен дополнительной герметизирующей мембраной, установленной между цилиндром и штоком с образованием промежуточной камеры, заполненной жидкостью под избыточным давлением, и

0 гидроаккумулятором с рабочей полостью, упругим элементом и путевым переключателем для связи с приводом и средствами сиг- нализации, причем рабочая полость гидроаккумулятора подключена к промежу5 точной камере, а также тем, что направляющая штока размещена между основной и дополнительной мембранами.

Установка дополнительной мембраны обеспечивает возможность образования

0 промежуточной камеры, исключающей попадание рабочей жидкости в окружающую среду или в привод при отказе основной или дополнительной мембраны.

Промежуточная камера, заполненная жид5 костью под избыточным давлением, обеспечивает нагружение основной и дополнительной мембран, что препятствует образованию на них складок и предотвращает перетирание на них материала мембран.

0 Подключение к промежуточной камере гидроаккумулятора поддерживает в ней заданное избыточное давление и обеспечивает при разгерметизации промежуточной камеры вытеснение из нее жидкости.

5 Установка в гидроаккумуляторе путевого переключателя, связанного с приводом насоса и с устройством сигнализации, обеспечивает отключение привода и включение , устройства сигнализации при перемещении

0 поршня гидроаккумулятора.

Выполнение направляющей штока в промежуточной камере обеспечивает ее работу в условиях смазки жидкостью, находящейся в промежуточной камере.

5 Повышение безопасности работы герметичного поршневого насоса на агрессивных и токсичных жидкостях достигается за счет того, что наличие промежуточной камеры, заполненной жидкостью, препятствует попаданию рабочей среды в привод и в окружающее пространство. Разгерметизация промежуточной камеры приводит к вытеснению жидкости поршнем гидроаккумулятора в смежное с промежуточной камерой пространство. Происходящее при этом перемещение поршня гидроаккумулятора вызывает срабатывание путевого переключателя, отключающего привод и включающего устройство сигнализации. Это исключает возможность работы объемной насосной установки при отказе одной из мембран, что в свою очередь уменьшает возможность возникновения опасной ситуации. В результате выполнения направляющей штока в промежуточной камере, ее работа происходит при наличии жидкой смазки, что уменьшает ее износ и повышает ее долговечность.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема герметичного объемного насоса; на фиг. 2 - то же, другое исполнение.

Герметичный объемный насос с приводом 1 содержит цилиндр 2, в котором размещены шток 3, поршень 4 с установленным в нем всасывающим клапаном 5 и нагнетательный клапан 6. Герметизация насоса осуществляется посредством мембра- ны 7 и дополнительной мембраны 8, установленных между цилиндром 2 и штоком 3, причем между ними образована промежуточная камера 9, заполненная нейтральной жидкостью под избыточным давлением. К промежуточной камере 9 подключен гидроаккумулятор 10. Со стороны упругого элемента 11 гидроаккумулятора, в качестве которого использована пружина, установлен путевой переключатель 12, срабатывающий в момент страгивания поршня 13 гидроаккумулятора 10. Насос имеет также устройство 14 сигнализации. Направляющая 15 штока 3 насоса (фиг. 1) выполнена в цилиндре 2 вне промежуточной камеры 9.

Насос работает следующим образом.

Под действием привода 1 шток 3 и поршень 4 совершают в цилиндре 2 возвратно- поступательное движение, обеспечивая процессы всасывания и нагнетания (фиг. 1). Мембрана 7 и дополнительная мембрана 8 при этом нагружены давлением жидкости в промежуточной камере 9, что препятствует смятию мембран, образованию на них складок и перетиранию их материала. При разгерметизации промежуточной камеры 9 (вследствие разрыва одной из мембран или по каким-либо другим причинам) поршень 13 гидроаккумулятора 10 под воздействием упругого элемента 11 вытесняет жидкость из промежуточной камеры 9. При смещении поршня 13 от исходного положения срабатывает путевой переключатель 12, посигналу которого отключается привод 1 и включается устройство 14 сигнализации, оповещающее об отказе насоса. При необходимости сигнал путевого переключателя 12 может

быть использован для включения резервного насоса.

Насос по фиг. 2 отличается от насоса по фиг. 1 тем, что направляющая 15 выполнена в промежуточной камере 9, упругим элемен0 том гидроаккумулятора 10. является сжатый газ, а путевой переключатель 12 выполнен бесконтактным (обозначения на фиг. 2 соответствуют обозначениям на фиг. 1).

При работе насоса по фиг. 2 пара тре5 ния, образованная штоком 3 и направляющей 15, смазывается жидкостью в промежуточной каМереЭ. В остальном работа насоса по фиг. 2 соответствует работе насоса по фиг. 1.

0 Таким образом, при работе предлагаемого насоса мембраны нагружены постоянным давлением со стороны жидкости в промежуточной камере. Это препятствует смятию мембран, образования на них скла5 док и перетиранию их материала. В результате улучшаются условия работы мембран, повышается их долговечность. При выполнении направляющей штока внутри промежуточной камеры пара трения шток 0 направляющая работает в условиях жидкой смазки, что повышает ее долговечность. При работе на агрессивных или токсичных жидкостях промежуточная камера,заполненная нейтральной жидкостью, отделяет гидро5 блок насоса от окружающей среды и от привода, надежно защищая их от попадания перекачиваемой жидкости. Если промежуточная камера теряет герметичность,например из-за разрыва од0 ной из мембран, то поршень гидроаккумулятора начинает вытеснять жидкость из промежуточной камеры. При смещении поршня от своего исходного положения срабатывает путевой переключатель, сигнал от

5 которого отключает привод насоса и включает устройство сигнализации. Этот же сигнал может быть использован для включения резервного насоса.

Таким образом, предлагаемый герме0 тичный объемный насос обладает повышенной безопасностью при эксплуатации на агрессивных и токсичных жидкостях. Формула изобретения 1. Герметичный объемный насос, содер5 жащий цилиндр с размещенным в нем с образованием рабочей камеры поршнем и штоком, связанным с приводом возвратно- поступательного движения, всасывающий клапан, установленный в поршне, герметизирующую мембрану, установленную между цилиндром и штоком, и соединенную с цилиндром направляющую штока, отличающийся тем. что, с целью повышения безопасности работы при перекачивании агрессивных и токсичных жидкостей, насос снабжен дополнительной герметизирующей мембраной, установленной между цилиндром и штоком с образованием промежуточной камеры, заполненной жидкостью под избыточным давлением, и гид

роаккумулятором с рабочей полостью, упругим элементом и путевым переключателем для связи с приводом и средствами сигнализации, причем рабочая полость гидроаккумулятора подключена к промежуточной камере.

2. Насос по п. 1,отличающийся тем, что направляющая штока размещена в цилиндре между основной и дополнительной мембранами.

Изобретение позволяет повысить безопасность работы герметичного объемного насоса при перекачивании агрессивных и токсичных жидкостей. В цилиндре 2 размещен с образованием рабочей камеры поршень 4 с штоком 3, связанным с приводом 1 возвратно-поступательного движения. Всасывающий клапан 5 установлен в поршне 4. Герметизирующая мембрана 7 установлена между цилиндром 2 и штоком 3. С цилиндром 2 соединена направляющая 15 штока 3. Герметизирующая мембрана 8 установлена между цилиндром 2 и штоком 3 с образованием промежуточной камеры 9, заполненной жидкостью под избыточным давлением. Рабочая полость гидроаккумулятора 10 подключена к камере 9. Направляющая 15 размещена между мембранами 7 и 8. При смещении поршня 4 срабатывает путевой переключатель 12, сигнал от к-poro отключает привод 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Га7 . 12