Пневматический насос замещения Советский патент 1992 года по МПК F04F1/00 F04F1/02 

1

(21)4862296/29 (22) 23.08.90 (46)15.12.92. Бюл. №46

(71)Научно-производственное объединение Люминофор

(72)В.А.Лельчук

(56) Авторское свидетельство СССР № 718629, кл. F 04 F 1/02, 1978.

(54)ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ НАСОС ЗАМЕЩЕНИЯ

(57) Использование: в гидромашиностроении для перекачивания жидкостей и пульп. Сущность изобретения: насос содержит рабочую камеру с приемным и нагнетательным клапанами, газораспределитель, включающий две глухие и приточную камеры. Насос снабжен управляющим трубопроводом с дросселем, а камеры установлены последовательно и отделены друг от друга мембранами разной площади. Причем глухие камеры сообщены с рабочей камерой посредством трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции пневматических насосов замещения, предназначенных для перекачивания жидкостей и пульп, и может быть использовано в химической, гидрометаллургической промышленности, строительстве, сельском хозяйстве.

Известен пневматический насос замещений, содержащий рабочую камеру, приемный клапан, патрубок подачи сжатого газа, нагнетательный трубопровод и затвор, присоединенный к нагнетательному трубопроводу и опущенный в открытый сверху стакан.

Насос прост по конструкции, надежен в эксплуатации и имеет приемлемый КПД при перекачивании жидкости на небольшие расстояния. При перекачке жидкости на большие расстояния насос работает неэффективно в связи с тем, что при возрастании протяженности нагнетательного трубопровода возрастает его объем, который становится больше объема рабочей камеры и, так как нормальная работа насоса возможна только при вытеснении всей жидкости из нагнетательного трубопровода (заполнение рабочей камеры жидкостью возможно только при соединении этой камеры с атмосферой через нагнетательный трубопровод), то такт нагнетания удлиняется и падает производительность. Кроме того, воздушный поршень, образующийся в нагнетательном трубопроводе при вытесне-; нии жидкости, частично пропускает жидкость у стенок трубопровода в обратном направлении и при большой длине нагнетательного трубопровода жидкость частично возвращается из него в рабочую камеру, что приводит к падению как производительно- стиугак и КПД насоса.

Известен пневматический насос замещения, содержащий рабочую камеру с приемным и нагнетательными клапанами и накопительную емкость, связанную с впускным и выпускным мембранными воздухораспределителями, имеющими проточные и

ч

00

д

4 О

-N

глухие камеры, первые из которых соединены между собой каналом, а последние снаб- жены сигнальными сосудами и гидравлическими реле времени, мембрана выпускного воздухораспределителя снабжена жестким центром и штоком с клапаном, а его проточная камера соединена с рабочей камерой и сигнальным сосудом выпускного воздухораспределителя.

Насос также не имеет движущихся частей в пределах рабочей камеры, так как переключение рабочей камеры с заполнения на нагнетание жидкости происходит путем формирования импульсов сжатого газа, создаваемых взаимодействием указанных выше элементов, находящихся вне рабочей камеры. В насосе отработанный газ сбрасывается в атмосферу не через нагнетательный трубопровод, а через выпускной воздухораспределитель, что делает возможным его работу при большой протяженности нагнетательного трубопровода.

Однако насос сложен по конструкции из-за наличия накопительной емкости, 2 мембранных узлов, гидравлических реле времени, требующих точности при изготовлении, сигнальных сосудов, редуктора давления, и в наладке, так как требуется синхронизировать работу указанных элементов, что без использования специальных стендов сделать невозможно. Подача импульсов сжатого газа в рабочую камеру не имеет связи с уровнем жидкости в рабочей камере, поэтому при настройке частоты подачи импульсов, невозможно обеспечить подачу импульса сжатого газа одновременно с окончанием заполнения жидкостью рабочей камеры и, кроме того, время заполнения и опорожнения рабочей камеры зависит как от напора при заполнении насоса дак и от изменения сопротивления нагнетательного трубопровода, и если этот напор и сопротивление менинЗтс я/- меняется, соответственно, скорость заполнения рабочей камеры или ее опорожнения. Так как частота импульсов сжатого газа при этом не меняется, то сжатый газ в рабочую камеру поступает, когда эта камера не заполнена жидкостью, при этом вредное пространство в рабочей камере велико, энергия сжатого газа до совершения полезной работы - нагнетания жидкости - бесполезно расходуется на сжатие воздуха в этом вредном пространстве, что приводит к повышенному расходу сжатого газа и снижению КПД насоса.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение экономичности путем снижения расхода сжатого газа.

Поставленная цель достигается тем, что

насос снабжен управляющим трубопрово дом с дросселем, глухие и проточная камеры

расположены последовательно и отделены

друг от друга мембранами, причем мембрана, расположенная между тупиковый и промежуточной глухими камерами, имеет площадь, больше площади мембраны, расположенной между промежуточной глухой и

0 проточной камерами, в отверстии диафрагмы размещен шток, соединенный с мембранами с возможностью при их прогибе перекрытия своим запорным органом упо- мянутогоЪтверстия, при этом глухие камеры

5 сообщены с рабочей камерой посредством управляющего трубопровода, а на нем перед тупиковой глухой камерой установлен дроссель. Применение совокупности приведенных выше признаков позволяет в пред0 ложенном техническом решении существенно упростить конструкцию пнев- мора Спр еДеления, а нарастание давления сжатого газа происходит при полном заполнении рабочей камеры жидкостью, что сво5 дит отрицательное влияние вредного пространства к минимуму.

На чертеже представлен схематически пневматический насос замещения, разрез. Насос содержит рабочую камеру 1 с

0 приемным 2 и нагнетательным 3 клапанами, патрубок подачи сжатого газа и патрубок 5, на котором смонтирован газораспределитель 6, состоящий из расположенных последовательно проточной 7, промежуточной

5 глухой 8 и тупиковой глухой 9 камер, образованных корпусом газораспределителя 6, кольцевой диафрагмы 10 с отверстием 11, мембранами 12 и 13, и запорного органа 14, расположенного под отверстием 11 и жест0 ко связанного штоком 15 с мембранами 12 и 13. Площадь мембраны 13 больше площади мембраны 12. Камеры 8 и 9 присоединены к рабочей камере 1 управляющим трубопровода 16, на котором перед тупи5 ковой глухой камерой 9 установлен регулируемый дроссель 17. Камера 7 сообщена патрубком 18 с атмосферой и диаметр отверстия 11 и патрубка 18 много больше диаметра патрубка 4.

0 Насос работает следующим образом.

Сжатый газ поступает в рабочую камеру 1 насоса через патрубок 4 и свободно выходит в атмосферу через отверстие 11 в диафрагме 10 и патрубок 18. Так как площадь

5 сечения патрубка 18 и отверстия 11 много больше площади сечения патрубка 4, давление в рабочей камере 1, глухих камерах 8 и 9 близко к атмосферному, Приемный клапан 2, нагнетательный клапан 3 и запорный орган 14 находятся в нижнем положении,

рабочая камера 1 сообщена с атмосферой и через клапан 2 происходит заполнение камеры 1 жидкостью. Когда жидкость достигнет нижнего среза патрубка 5, она перекроет выход газа через этот патрубок и давление в рабочей камере 1 и связанной с ней управляющим трубопроводом 16 глухой камере 8 скачкообразно повышается. Давление в тупиковой камере 9, при этом, остается близким к атмосферному, так как перед камерой 9 установлен дроссель 17. Вследствие повышения давления в камере 8 и, так как площадь мембраны 13 больше площади мембраны 12, в мембранном узле возникает сила, направленная в сторону мембраны 13. шток 15 перемещается вверх и запорный орган 14 перекрывает отверстие 11. Давление в камере 1 повышается до рабочего, клапан 2 закрывается, клапан 3 открывается и жидкость подается потребителю. В это же время сжатый воздух проникает через регулируемый дроссель 17 в камеру 9, давление в этой камере постепенно повышается, на мембрану 13 начинает действовать сила,на- правленная книзу, и в некоторый момент времени, устанавливаемый регулировкой дросселя 17, когда заданный объем жидкости из рабочей камеры 1 вытеснен, сумма сил, действующих на мембраны 12 и 13 сверху, станет больше суммы сил, действу- ющих на запорный орган 14 и мембрану 13 снизу, мембранный узел переместится вниз, запорный орган 14 откроет отверстие 11 и рабочая камера 1 соединится с атмосферой, при этом давление в ней и в камере 8 сравняется с атмосферным, а в камере 9 еще некоторое время будет избыточным, но за время заполнения рабочей камеры 1 жидкостью также сравняется с атмосферным. Придавлении,близком к атмосферному,кла- пан 3 закрывается, приемный клапан 2 открывается, и жидкость заполняет рабочую камеру 1. Цикл повторяется.

Использование данного пневматического насоса замещения позволяет производить перекачку агрессивных жидкостей и пульп на большие расстояния. Использование одного насоса, например в промышленности химических реактивов, где стоимость перекачиваемых сред высока, позволяет получить большой экономический эффект.

Формула изобретения Пневматический насос замещения, содержащий рабочую камеру с приемным и нагнетательным клапанами и патрубком подвода сжатого газа, газораспределитель, включающий две глухие и проточную камеры с мембранами, причем проточная камера сообщена с атмосферой и через дренажный патрубок - с рабочей камерой и снабжена запорным органом с Штоком и диафрагмой, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции и повышения экономичности путем снижения расхода сжатого газа, насос снабжен управляющим трубопроводом с дросселем, глухие и проточная камеры расположены последовательно и отделены одна от другой мембранами, причем мембрана, расположенная между тупиковой и промежуточной глухими камерами, имеет площадь больше площади мембраны, расположенной между промежуточной глухой и проточной камерами, в отверстии диафрагмы размещен шток, соединенный с мембранами с возможностью при их прогибе перекрытия своим запорным органом упомянутого отверстия, при этом глухие камеры сообщены с рабочей камерой посредством управляющего трубопровода, а на нем перед тупиковой глухой камерой установлен дроссель.