Насос для перекачивания жидкой массы Советский патент 1993 года по МПК F04F1/02 

Изобретение относится к насосострое- нию и касается усовершенствования насосов для перекачивания жидкой массы, содержащей непрочный материал, например рыбу,

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик путем повышения степени автоматизации работы при обеспечении сохранности перекачиваемой среды..

На фиг. 1 схематично изображен насос для перекачивания жидкой массы с весовым чувствительным элементом, встроенным в подвесную систему насоса; на фиг.2 - насос с весовым чувствительным элементом, встроенным между камерой и жесткой опорой; на фиг.3 - поплавковый чувствительный элемент; на фиг.4 - камера с впускным и выпускным клапанами, продольный разрез; на фиг,5 - система управления.

Насос содержит жесткую закрытую камеру 12 с впускным и выпускным отверстиями, сообщенные с ними впускной и

выпускной патрубки 14 и 16 с установленными в них впускным и выпускным клапанами 18 и 20, газовый патрубок 28 с подсоединенными к нему через газовые клапаны 72 источником сжатого газа и устройством для откачки газа, Чувствительные элементы 51 для определения уровня жидкости в камере 12 и систему управления, выполненную с возможностью управления клапанами 18, 20 по сигналам чувствительных элементов 38, 54, 56 57/300, 302.

Насос снабжен трубопроводами 30 и 32 управления впускным и выпускным клана- и 20. Последние выполнены в виде гибких трубчатых элементов 64 и 66, закрепленных торцами во впускном и выпускном патрубках 14 и 16 соответственно, и газовых камер 62 и 68, охватывающих гибкие трубчатые элементы. При этом газовые камеры 62, 68 клапанов 18, 20 сообщены с источником сжатого газа через трубопроводы 30, 32

ел С

ю

ю о го

ы

управления и систему управления, включающую контроллер 70.

В конструкции, показанной на фиг,1, гибкие трубопроводы 28, 30 и 32 соединены соответственно с камерой 12 и клапанами 18 и 20 для создания разрежения или избы точного давления в камере 12, а также для открывания и закрывания клапанов 18 и 20.

Насос на фиг.1 свешивается со стрелы 34 или аналогичного устройства с помощью канатов 36, по середине длины которых закреплен датчик 38, фиксирующий растяжение между верхней и нижней частями 36 и 40 канатов соответственно, при-этом нижняя часть 40 находится на противоположной стороне датчика 38. Сигнал, выработанный датчиком 38, поступает (по штрихпунктир- ной линии 42) на контроллер 70.

Для подвешивания к нижнему тросу 40 может использоваться любая подходящая стабилизирующая подвесная система. В представленной конструкции три натяжных троса 44, 46 и 48 соединены с кольцевым фланцем 50 верхнего конца камеры 12. При этом датчик 38 воспринимает, по существу, полный вес устройства, поэтому определяет его вес. Степень погруженности трубопровода в камеру или его выход из камеры, а также посторонняя опора этого трубопровода может прибавляться и/или вычитаться из веса, определенного датчиком 38, а по этой причине установочная точка, которая включает работу контроллера 70, легко регулируется с целью изменения настройки, что требуется для приспособления к любому конкретному устройству.

В конструкции, показанной на фиг.-2, камера 12 расположена горизонтально или слегка наклонена в сторону выпускного отверстия и крепится к неподвижной платформе 52 с соответствующими датчиками 54 и 56, установленными в опоре (показаны только два датчика). Сигнал, представляющий вес камеры 12, передается по линии 58 (ана- . логичной линии 42) на контроллер 70.

Другой вариант системы включения контроллера 70. показан на фиг,3. В этой системе весовой датчик заменен на поплавковый клапан, например шарик 5.1; установ- ленный в обойме 53 на соединении трубопровода 28 с камерой 12 с целью отключения этого соединения, когда камеры 12 заполняется на требуемую величину. Шарик 51 движется вертикально в обойме 53 между положением, показанным пунктиром в основании обоймы 53 и в котором трубопровод 28 соединяется с камерой 12, и положением, показанным сплошной линией, где шарик 51 взаимодействует с седлом 55 и

отсоединяет трубопровод и предотвращает

дальнейшее удаление воздуха из камеры 12.

Когда шарик 51 располагается в седле

55, что происходит, когда уровень жидкой

массы в камере 12 достигает установленной высоты, то поток воздуха из камеры 12 прекращается и давление в трубопроводе 28 уменьшается. Датчий 57 фиксирует это уменьшение давления и передает информа0 цию на контроллер 70 по линии 59 для его включения.

На фиг.4 насос показан в сечении, на котором видна полая камера 12 с выпускным патрубком 16, выступающим внутрь

5 нее и оканчивающимся выпускным концом 60, расположенным рядом с основанием камеры 12, которое находится рядом со впускным патрубком 14.. .

Во. входном отверстии 60 выпускной

0 трубы 16 может быть выполнен скругленный буртик 61, облегчающий прохождение непрочного материала из камеры 12 через отверстие 60 и в патрубок 16.

В конструкции, представленной на

5 фиг.4, в камере 62 клапана 20 создается давление с целью перемещения клапана 20 в закрытое положение, в котором гибкий элемент 64 сжимается и перекрывает патрубок 16. Клапан 18 показан в открытом поло0 жении и его камера 68 может находиться под действием разрежения или нейтрального давления, когда необходимо, чтобы гибкий элемент 66 не был сжат, а патрубок 14 не был бы перекрыт. Оба клапана 18 и 20

5 могут иметь одинаковую конструкцию. Поскольку эти клапаны являются относительно большими и должны пропускать потоки жидкой массы из непрочного материала, то желательно прикладывать разрежение к ка0 мере 68 клапана 18, когда последний нахо- дится в открытом положении, для противодействия разрежению, действующему из камеры 12 и стремящемуся закрыть клапан 18, когда камеры 12 находится под

5 действием разрежения. Клапан 20 не открывается, когда камера 12 находится под действием разрежения, и открывается (когда насос работает).,только когда камера 12 находится под действием избыточного давле0 ния.

Датчик 38 или 54 и 56, или 57 используется для включения контроллера 70, который управляет клапанами 72, 74 и 76 -в трубопроводах 28, 30 и 32 соответственно,

5 как показано штрихпунктирными линиями 78, 80 и 82 соответственно. Эти клапаны . соединяют трубопроводы 28, 30 и 32 с устройством для откачки газа (показано стрелкой 84) через линию 86 или в зависимости от конструкции элементов 64, 66 клапанов 18 и

20 клапаны 74 и 76 могут соединяться с выпуском 92 или 93 вместо линии 84. Для простоты показаны один источник подачи воздуха под давлением, обозначенный стрелкой 93, и соединительная магистраль 90 однако если требуется, то давление воздуха, создаваемое в камере 12, может быть уменьшено относительно давления воздуха, создаваемого для закрытия клапана 18 или 20,

Насос, показанный на фиг.4, работает следующим образом.

При его пуске выпускной клапан 20 закрыт или перемещается в закрытое положение и тем самым клапан 76 функционирует и соединяет линию 90 с устройством для откачки газа. В результате элемент 64 клапана 20 сжимается. Одновременно с этим клапан 74 соединяет трубопровод 30 или с разрежением в линии 86, или с выпуском 92, т.е. если разрежение в камере 68 клапана 18 не требуется для удержания клапана 18 в открытом положении, тогда трубопровод 30 должен соединяться только с выпуском, что обычно и имеет место. В последнем случае линия 86 не должна соединяться с клапаном 74, а поэтому должен предусматриваться только выпуск 92.

Затем клапан 72 соединяет трубопровод 28 с линией 86 разрежения, тем самым удаляя воздух из камеры 12, который втягивает жидкую массу из непрочного материала, например из воды и рыбы, через трубу 22, клапан 18 и впускной патрубок 14 внутрь камеры 12 для ее заполнения массой из рыбы и воды. Датчик 38 (54, 56) или 57 определяет, когда количество массы в камере 12 достигнет требуемого уровня. Когда датчик 38 (54, 56) или 57 зафиксирует заданное количество и камера считается заполненной, то включается контроллер 70. Последний затем включает клапан 72, чтобы отсоединить трубопровод 28 от линии 86 и от источника 84 разрежения и тем самым отсоединить камеру 12 от источника разрежения. Очевидно, если используется крнт- роллер шарового клапана, показанный на фиг.З, то камера 12 отсоединяется от устройства для откачки газа, когда шарик 51 находится в седле 55. Затем приводится в действие клапан 74 для соединения трубопровода 30 с источником 88 подачи воздуха под давлением через линию 90, тем самым закрывая клапан 18. При этом давление в камере 12 не может существенно увеличиться до тех пор, пока клапан 18 полностью не закроется, в результате чего камера 12 не будет соединена с источником 88 избыточного давления, пока клапан 18 не закроется. В любом случае, когда между трубопроводами 30 и 90 устанавливается сообщение с помощью клапана 74, то камера 68 клапана 18 заполняется жидкостью, сжимающей элемент 66 в закрытое положение, и тем 5 самым закрывает клапан 18, в основном, как показано для клапана 20 на фиг.4. Скорость потока массы через клапан, 18 (или 20) должна быть, по крайней мере, существенно уменьшена или вовсе остановлена перед

0 его закрытием с целью избежания повреждения клапана при его закрытии движущейся через него массой. Это приводит к закрытию впускного отверстия, в результате чего прекращается какое-либо постулле5 ние рыбы в камеру 12.

Теперь начинается фаза сброса давления цикла перекачивания. Клапан 72 соединяет внутреннюю полость камеры 12 с источником 88 избыточного давления для

0 повышения давления в камере 12. Затем приводится в действие клапан 76 для соединения либо трубопровода 32 с источником разрежения, как обозначено поз.84, через линию 86, либо камеры 62 с выпуском 93 в

5 зависимости от типа разделительного элемента, используемого в клапане 20. Это приводит к открыванию клапана 20 и соединению выпускного патрубка 16 с трубопроводом 24. Рыбная масса нагнетается через

0 элемент 61 во входное отверстие выпускного патрубка 16, через него на выход ив трубопровод 24.

Контроллер 70 осуществляет управление временем работы различных клапанов.

5 Продолжительность заданного периода времени, когда давление создается в камере 12, может регулироваться, как показано, с помощью рукоятки 96 на таймере 94, составляющем часть контроллера 70, и тем

0 самым управляет количеством массы, удаляемой из камеры 12, т.е. циклической производительностью насоса, и препятствует поступлению воздуха в выпускной патрубок 16 во время цикла нагнетания.

5После определенного периода времени клапан 72 отсоединяет камеру 12 от источника 88 избыточного давления и может сместиться в нейтральное положение, в котором ни источник разрежения, ни источ0 ник избыточного давления не соединяются с камерой, т.е. трубопровод 28 отсоединен. Теперь клапан 76 снова соединяв трубопровод 32 с линией 90 избыточного давления для надувания элемента 64 клапана 20 об5 ратно в закрытое положение, как показано на фиг,4, после чего клапан 72 снова приводится в действие для соединения камеры с источником разрежения и уменьшения давления в камере 12, Последняя должна оставаться под действием избыточного

давления до тех пор, пока не закроется клапан 20 для предотвращения попадания массы обратно в камеру 12 через клапан 20. Давление тем не менее должно быть немного уменьшено с целью замедления потока через клапан 20 до того, как он закроется, так как в противном случае может произойти повреждение твердых веществ в жидкой массе или самого клапана, если клапан 20 будет закрываться при слишком большой скорости проходящего через него потока.

После закрытия клапана 20 клапан 72 соединяет камеру 12 с источником 84 разрежения, а клапан 74 приводится в действие для соединения трубопровода 30 с выпуском 92 или линией 86 в зависимости, как отмечалось выше, от типа разделительного мешка для смешения элемента 66 в положение, показанное на фиг.4, т.е. для открывания клапана 18 и повторения цикла перекачивания,

Устройство, представленное на фиг.5, работает так же, как устройство, изображенное на фиг.4, за тем исключением, что в качестве рабочей среды используется не газ (воздух), а жидкость (вода).

Может потребоваться приложить пониженное давление к рабочей камере 68 клапана 18, когда последний находится в открытом положении, для его удержания в открытом положении. Если клапан соединен с источником разрежения, как в линии 84 на фиг.4, то не требуется никаких других средств. Однако, когда камера 68 соединена с выпуском, то разрежение, если оно требуется, может быть получено, например, путем взаимного соединения внутренних полостей рабочей камеры 68 клапана 18 и камеры 12, когда клапан 18 находится в открытом положении, с целью уравновешивания давлений на элемент 66 изнутри и снаружи.

В вышеприведенном описании реле 94 времени используется для начала смешения клапана 72 в положение, отсоединяющее камеру 12 от магистрали 90 повышенного давления, и закрытия клапана 20, тем самым прекращая перекачивание рыбы через выпускной патрубок 16. когда камера достаточно разгружена от рыбы. Весовой датчик 38 (54, 56) может также использоваться для этих целей вместо реле 94 времени, при этом он должен иметь нижний порог, т.е. тот, который определяет минимальный вес.

В этом случае верхний и нижний весовые пороги нуждаются в регулировке при наладке, а поэтому предусматривается второе регулировочное устройство в виде рукоятки

144 или 116, которое может выполняться или на весовом датчике 38 (54, 56), или на контроллере 70 соответственно. Во время работы установление нижнего порога приводит к включению, в результате которого

давление в камере 12 уменьшается, например, путем отсоединения камеры 12 от источника 88 избыточного давления и закрытия клапана 20,

На фиг.4 показан еще один тип датчика.

В этой конструкции предусмотрены датчик 300 давления, предназначенный для определения давления в верхней части камеры 12, и второй датчик 302 давления, определяющий давление в основании камеры 12. Датчики 300 и 302 соединены с устройством 304 через линии 306 и 308. Устройство 304 определяет разницу в давлениях вверху и внизу камеры 12, установленных датчиками 300 и 302 соответственно, и дает информацию о

в.есе жидкой массы в камере 12. Устройство 304 соединено с контроллером 70 линией 310, .по которой передается информация. Когда количество жидкой массы достигает требуемой величины в камере 12, то включа.ется контроллер 70, начинающий нагнетаю-, щую часть цикла перекачивания, так как источник разрежения отсоединяется от камеры 12, клапан 20 закрывается и т.д. Прекращение нагнетающей части цикла

перекачивания может быть начато реле 94 времени или устройством 304, зафиксировавшим нижний весовой порог.

Датчики 300 и 302 были описаны как датчики давления, однако они могут быть и

датчиками уровня, определяющими уровень жидкой массы в камере 12. Так, например, датчики 300 и 302 могут быть датчиками горячей точки, которые замеряют температуру нагревательного щупа, температура которого меняется в зависимости от того, погружен он или нет. Изменение температуры щупа указывает на то, что уровень жидкой массы прошел место расположения щупа.

Когда датчик 300 является датчиком уровня, то нужен только верхний датчик 300, если используется реле 94 времени для расчета времени выхода насоса (нагнетающая часть цикла перекачивания).

ФигЗ

ML.

Использование:в насосостроении для перекачивания жидкой массы из непрочного материала, например рыбьк Сущность изобретения: насос содержит жесткую камеру с впускным и выпускным патрубками, чувствительные элементы и систему управления, включающую контроллер. Впускной и выпускной клапаны выполнены в виде гибких трубчатых элементов, закрепленных торцами на патрубках, и газовых камер, охватывающих трубчатые элементы, и сообщенных с источником сжатого газа через трубопроводы управления и систему управления, выполненную с возможностью управления клапанами по сигналам чувствительных элементов. 5 ил.

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 530 .Тираж. Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

W58)

i

i

Фиг.5

Корректор А.Козориз