Лопастной насос с мускульным приводом Советский патент 1992 года по МПК F04C9/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к жидкостным лопастным насосам с мускульным приводом, и может найти применение преимущественно в сельском хозяйстве (в подсобных, личных хозяйствах, в садах, огородах для подъема жидкости из колодцев, перекачки ее на поверхности и заправки в емкости).

Известен лопастной насос, состоящий из горизонтальной цилиндрической камеры и подвижно смонтированной в ней лопасти на эксцентрично расположенном валу, внутри которой (лопасти) выполнено сквозное окно, в котором установлен вибрирующий клапан, а лопасть совершает возвратно-поступательное качательное движение.

Недостатком данного устройства является низкий КПД, связанный с относительно

малым используемым объемом камеры - ю- пасть в камере имеет возможность качания на угол не более 90°, чем и обусловлено сокращение полезного объема камеры, увеличенные габариты и вес (материалоемкость). Кроме того, вытеснение жидкости происходит один раз за двойной ход лопасти, что снижает производительность и приводит к завышенным габаритам.

Известен также лопастной насос, состоящий из цилиндрической камеры и подвижно смонтированной в ней лопасти на выполненном заедино с ней концентричном валу (ротора) и неподвижного тела, одна из поверхностей которого контактирует с валом, охватывая его, а диаметрально противоположная ей поверхность является поверхностью камеры, в которой располоXJ

00 СА

А

ON

N

жена заслонка, регулирующая расход смеси через камеру, поворачивающаяся синхронно с ротором, причем диапазон качания лопатки ротора ограничен углом 180°, входной патрубок расположен на торце камеры, а выходной - на периферийной нижней ее части.

Недостатками данного устройства являются также низкий КПД (диапазон качания лопасти 180°), повышенные габариты и материалоемкость.

Кроме того, в устройств отсутствуют входные и выходные клапаны, что не позволяет использовать его для подъема и перекачивания воды или другой невязкой жидкости.

Известен также лопастной насос, принятый за прототип, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, ротор, имеющий Множество разделительных лопастей, соосно размещенный в корпусе с возможностью возвратно-качз- тельного движения и образованием рабочих камер, множество неподвижных секторооб- разны х перегородок (соответствующее количеству лопастей), имеющих наклонные стенки, s каждой из которых выполнены впускные окна с установленными в них пластинчатыми клапанами с образованием впускной полости, сообщенной с соответствующим патрубком, выпускные окна с клапанами, расположенными на периферии корпуса, и механизм привода, причем впускная камера, выполненная примерно в середине высоты перегородки в виде цилиндрического канала, проходящего через всю длину перегороДки, сообщается с полостью входного патрубка через цилиндрическое отверстие в торцевой крышке, впускные окна в перегородке выполнены в виде ряда круглых отверстий, впускные клапаны выполнены в виде кон- сольно жестко закрепленных эластичных пластин (например, из резины), перегородка зафиксирована относительно корпуса посредством винтов (ввертываемых со стороны корпуса в периферийную часть перегородки), выходной патрубок концентрич- но охватывает весь корпус с зазором, обеспечивающим открытие выпускных клапанов, а выходные окна на корпусе выполнены круглыми с рядным расположением их вдоль корпуса и угловым интервалом между рядами, соответствующим объему одной из рабочих камер, оси выпускных окон ориентированы под различными углами к оси выходной части выходного патрубка.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и низкий КПД, связанные с выполненной схемой подвода

и отвода рабочей среды, а также с наличием множества камер и перегородок, которые в совокупности уменьшают полезный объем устройства,

Подвод рабочей среды с торца крышки

и расположение элементов крепления перегородок к корпусу на их периферии не позволяет применить прямоугольную форму впускных отверстий и рационально исполь0 зовать объем самих перегородок для дости- жения компактности устройства. Кроме того, подвод рабочей среды вдоль перегородки в срединную часть поперечного сече- ни я перегородки ограничивает величину

5 поперечного сечения впускной полости и, следовательно, требует увеличения количества самих подводящих отверстий в указанной торцевой стенке, увеличения количества перегородок, лопастей, рабочих камер, услож0 няет отвод рабочей среды (который производится через множество рядов отверстий, расположенных на всем круговом периметре стенки корпуса), что в совокупности усложняет конструкцию и снижает полезный

5 объем устройства.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышения КПД путем более полного использования объема рабочих камер,

0 Внедрение изобретения в народном хозяйстве расширит ассортимент товаров народного потребления, позволит значительно сократить трудоемкость изготовления насосов и расход материалов на изготовление по

5 сравнению с насосами, изготовляемыми в настоящее время нашей промышленностью, при прочих равных условиях, т.е. позволит сберечь материальные и энергетические ресурсы.

0 Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, ротор, имеющий по меньшей мере одну радиаль5 ную разделительную лопасть, соосно разме- щенный в корпусе с возможностью возвратно-качательного двихсения и обэа- зованием рабочих камер, по меньшей мере одну неподвижную перегородку с пери |зе0 рийным участком, имеющим наклон -ые стенки, размещенную в нижней части корпуса, при этом в наклонных стенках выполнены впускн ые окна с установленными в них пластинчатыми клапанами с образованием

5 впускной полости, сообщенной с соответствующим патрубком, выпускные окна с клапанами и механизм привода, согласно предлагаемому изобретению патрубки размещены в нижней части корпуса вдоль его образующей, в торцевых крышках выполнены радиальные пазы, в которых закреплена перегородка, а впускные и выпускные окна имеют протяженность, равную половине длины перегородки, при этом выпускные окна расположены симметрично относительно продольной оси перегородки, а выпускные клапаны размещены со стороны патрубка отвода рабочей среды.

Устройство может отличаться тем, что с целью повышения герметичности, каждый из впускных клапанов снабжен двумя шарнирными подвесками, а перегородка - кронштейнами, при этом каждая подвеска шарнирно закреплена одним концом на кронштейне, а другим - на клапане,

Устройство может отличаться тем, что с целью повышения надежности уплотнения по периметру лопасти, оно снабжено упругими и жесткими уплотнительными элементами, при этом на торцевой поверхности лопасти со стороны корпуса выполнена продольная канавка, в которой последовательно распоолжены упругий и жесткий уплотнительныё элементы, а в пазу ротора со стороны лопасти размещен упругий уп- лотнительный элемент.

На фиг. 1 изображен насос,продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - перегородка; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг, 4; на фиг. 6 - вид по стрелке Б на фиг. 5; на фиг. 7 - уплотнительный элемент перегородки; на фиг. 8 - клапан впускной, план; на фиг, 9 - разрез В-В на фиг, 8.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 рабочей среды и торцевыми крышками 4 и 5, ротор б, имеющий радиальную разделительную лопасть 7, соосно размещенный в корпусе 1 с возможностью воз- вратно-качательного движения и образованием рабочих камер 8 и 9, неподвижную перегородку 10 с периферийным участком 11, имеющим наклонные стенки, размещенную в нижней части корпуса 1, при этом в наклонных стенках выполнены впускные окна 12 и 13 с установленными на них пластинчатыми клапанами 14 и 15 с образованием впускной полости 16, сообщенной с соответствующим патрубком 2, выпускные окна 17 и 18 с клапанами 19 и 20 и механизм привода 21 (рукоятка либо шкив педального привода). Устройство отличается тем, что патрубки 2 и 3 размещены в нижней части корпуса 1 вдоль его образующей, в торцевых крышках 4 и 5 выполнены радиальные пазы 22 и 23, в которых закреплена перегородка 10, а впускные 12 и 13 и выпускные 17 и 18 окна расположены симметрично относительно продольной оси перегородки 10, а выпускные клапаны 19 и 20 размещены со стороны патрубка 3 отвода рабочей среды.

Устройство по п. 1, может отличаться 5 тем, что каждый из впускных клапанов 14 и

15снабжен двумя шарнирными подвесками 24 и 25, а перегородка - кронштейнами 26 и 27, при этом каждая подвеска шарнирно закреплена одним концом на кронштейне, а

10 другим - на клапане.

Устройство по п. 1 или 2 может отличаться тем, что оно снабжено упругими и жесткими уплотнительными элементами, при этом на торцевой поверхности лопасти 7 со

15 стороны корпуса (торцевой крышки 5} вы- - полнена продольная канавка, в которой последовательно расположены упругий 28 и жесткий 29 уплотнительныё элементы, а в пазу ротора 6 со стороны лопасти 7 разме0 щен упругий уплотнительный элемент 30 (а жестким уплотнительным элементом в данной паре элементов является сама лопасть). Устройство работает следующим образом.

5 При повороте ротора 6 рукояткой 21 в направлении против движения часовой стрелки лопасть 7 в полости корпуса 1 вращается против часовой стрелки, сокращая объем камеры 8 и увеличивая объем камеры

0 9 (камеры 8 и 9 образованы делением полости корпуса 1 лопастью 7 и перегородкой 10 с уплотнительным элементом 31 и в процессе работы они попеременно изменяют значение объема в пределах от нулевого до

5 максимального, определяемого максимальным углом поворота а). В камере 9 создается разрежение, впускной клапан 15 открывается, а выпускной клапан 20 закрывается, жидкость по подводящему патрубку

0 2 через окно 32 корпуса 1. впускную полость

16и окно 13 периферийного участка 11 поступает в камеру 9, при достижении лопастью 7 крайнего левого положения заполнение камеры 9 прекращается. При

5 повороте ротора 6 рукояткой 21 в направлении движения часовой стрелки лопасть 7 вращается по часовой стрелке, сокращая объем камеры 9 и увеличивая объем камеры 8, впускной клапан 15 и выпускной клапан

0 19 закрывается, а впускной клапан 14 и выпускной клапан 20 открываются, жидкость по патрубку 2,окно 32 корпуса 1,впускную полость 16, окно 12 периферийного участка 11 поступает в камеру 8. Одновременно пе5 рекачиваемая жидкость из камеры 9 через окно 18 корпуса 1 вытесняется в полость 33 и далее по патрубку 3 к потребителю. При достижении лопастью 7 крайнего правого положения заполнение камеры 8 прекращается. При очередном повороте лопасти 7

против часовой стрелки происходит заполнение жидкостью камеры 9 и одновременное вытеснение жидкости из камеры 8 через окно 17 корпуса 1, полость 33 и далее по патрубку 3 к потребителю. Таким образом, при каждом ходе лопасти происходит вытеснение жидкости. Далее циклы повторяются.

Пример. Запроектированный насос согласно предлагаемому техническому решению имеет при подаче за двойной ход 1 л - расчетный вес 5 кг при условии, что все детали выполнены из стали.

Данные для сравнения. Насос Р0,8-30- 01 (насос двойного действия) ТУ26-06- 1158-78 при подаче жидкости за двойной ход 0,563 л имеет вес 14 кг. Насос НРВ-40 (одноцилиндровый) при подаче за двойной ход 0,9375 л имеет вес 18 кг.

Формула изобретения

1, Лопастной насос с мускульным приводом, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, ротор, имеющий по меньшей мере одну радиальную разделительную лопасть, соосно размещенный в корпусе с возможностью возвратно- качательного движения и образованием рабочих камер, по меньшей мерё одну неподвижную перегородку с периферийным участком, имеющим наклонные стенки, размещенную в нижней части корпуса, при этом в наклонных стенках выполнены впускные окна с установленными на них пластинчатыми клапанами с образованием впускной полости, сообщенной с соответствующим патрубком, выпускные окна с клапанами и механизм привода, отличаю- 5 щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД путем более полного использования объема рабочих камер, патрубки размещены в нижней части корпуса вдоль его образующей, в торцевых

0 крышках выполнены радиальные пазы, в которых закреплена перегородка, а впускные и выпускные окна имеют протяженность, равную половине длины перегородки, при этом выпускные окна расположены симмет5 рично относительно продольной оси перегородки, а выпускные клапаны размещены со стороны патрубка отвода рабочей среды. 2. Насос по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения герметично0 сти, каждый из впускных клапанов снабжен двумя шарнирными подвесками, а перегородка - кронштейнами, при этом каждая подвеска шарнирно закреплена одним концом на кронштейне, а другим - на клапане.

5 3. Насос по пп. 1 и 2, отличающий- с я тем, что он снабжен упругим и жестким элементами, при этом йа торцевой поверхности лопасти со стороны крышки выполнена продольная канавка, в которой

0 последовательно расположены упругий и жесткий уплотнительный элементы, а в пазу со стороны лопасти размещен упругий уплотнительный элемент.

Использование: для подъема жидкости из колодцев, перекачки ее на поверхности и заправки в емкости. Сущность изобретения: ротор с радиальной разделительной лопастью соосно размещен в корпусе с возможностью возвратно-качательного движения и образованием рабочих камер. Неподвижная перегородка с периферийным участком, имеющим наклонные стенки, размещена в нижней части корпуса. В наклонных стенках выполнены впускные окна с установленкы- ми на них пластинчатыми клапанами, образующими впускную полость. Полость сообщена с соответствующим патрубком, Патрубки размещены в нижней части корпуса вдоль его образующей. В торцевых крышках выполнены радиальные пазы, в которых закреплена перегородка. Впускные и выпускные окна имеют протяженность, равную половине длины перегородки. Выпускные окна с клапанами расположены симметрично относительно продольной оси перегородки. Выпускные клапаны размещены со стороны патрубка отвода рабочей среды. 2 з.п. , 9 ил. ел С

. 1

7

А-А

Фиг.2.

Фиг.З

Фиг 5

Вид Б

Фиг 6

В

ftФиг.7

в-в