Насос для перекачивания вязких сред Советский патент 1993 года по МПК F04B15/02 

Насос состоит из корпуса, главным элементом, которого является цилиндр 1 (фиг. 1,2), внутри которого расположёны следующие основные детали и узлы: внутренний шток 2, полый поршень 3, всасывающий клапан 4, неподвижная перегородка 5, коленчатый вал 6 с шатунами 7,8 и цилиндрическая направляющая 9. В направляющей 9 находится шток 10, являющийся наружным1 по отношению к штоку 2. Перегородка 5 имеет отверстия, которые перекрываются с помощью выпускного клапана 11 с пружиной 12. Полость штока 2 по всей длине собственной внутренней перегородкой разделена на две камеры и на конце его установлено распредительное кольцо 13 со створками 14, В кольце циркулирует горячая вода или пар, подаваемые через камеры штока по неподвижным трубкам 15 и 16. Коленчатый вал приводится во вращение

двигателем 17 через муфту 18. Для слива , перекачиваемой среды в корпусе насоса предусматривается патрубок 19. Фиксированное положение цилиндрической направ-; ляющей 9 относительно корпуса насоса: обеспечивается за счет кронштейна 20. j

В отличие от обычно используемых конструкций насосов предлагаемая конструкция имеет следующие особенности:

Полый поршень 3, соединенный с наружным штоком 10, совершает противофазные движения по отношению к внутреннему штоку 2, несущему на своем конце распределительное кольцо 13. Таким образом, пор-: шень 3 и распределительное кольцо 13 в любом такте работы насоса движутся на встречу друг другу (за счет, соответствующий шатунов 7 и 8);

Перегородка 5 жестко связана с неподвижной направляющей 9 и следовательно

О

ч

00

го

СА

она неподвижна относительно корпуса, чем обеспечивается образование рабочей камеры насоса;

Распределительное кольцо 13 является одним из важнейших элементов конструк ции, так как выполняет одновременно три функции: разогрева перекачиваемого продукта (среды), перемешивания его, способствующего понижению вязкости за счет механического воздействия и принудитель- ного нагнетания (подталкивания)продукта в рабочую камеру насоса.

В рабочей конструкции насоса, кроме основных (принципиальных) деталей имеется ряд (не указанных на фиг.1 и 2) вспомога- тельных, необходимых или для обеспечения сборки и разборки насоса (в случаях профилактического осмотра и ремонта) или повышающих его надежность и долговечность, Чтобы не усложнять рисунки на фиг.1 и 2.не показаны также способы соединения поршня 3 с наружным штоком 10 и перегородки 5 с направляющей 9.

Принцип работы предлагаемого насоса. Насос устанавливается в сливную горлови- ну цистерны и закрепляется на ней, Для установки сконструирована специальная тележка. Электродвигатель 17 вращает через муфту 18 коленчатый вал б, который через шатуны 7 и 8 приводит в возвратно- поступательное движение внутренний шток 2 и наружный шток 10. На фиг.2 изображен цикл нагнетания перекачиваемого продукта в рабочую камеру. В этом цикле поршень 3, двигаясь вместе с наружным штоком 10 вверх, создает в камере разряжение за счет увеличения ее объема. Клапан 4, увлекаемый потоком продукта, занимает крайнее нижнее положение, открывая отверстия в .дне поршня, Внутренний шток 2 с кольцом 13 при этом движутся вниз, нагнетая продукт в камеру за счет створок 14,установлен- ных в плоскости кольца. Створки при движении штока 2 вниз раскрываются за

счет силы сопротивления перекачиваемого

продукта и образуют с кольцом единую плоскость. В этом цикле отверстия в неподвиж- ной перегородке 5 перекрыты выталкивающим клапаном. В цикле на выталкивание продукта из камеры, изобра- женном на фиг.1, поршень 3 с наружным штоком 10 идут вниз, а клапан 4 в первое мгновение в силу своей инерционности и, подчиняясь первому закону Ньютона, сохраняет свое положение. Так как наружный шток 10с поршнем 3 продолжает идти вниз, то это приводит сначала к уменьшению зазора между поверхностями дна поршня 3 и клапана 4, возникновению в рабочей камере начального давления и истечению части

5

5 0

5 0 5 0

5

0 5

продукта назад. Возникшее давление побудит клапан 4 к движении вворх. Эти два встречных движения: поршня 3 вниз, а клапана 4 вверх обусловят ускорение со- . кращения зазора, а затем к его исчезновению за счет соприкосновения упомянутых выше поверхностей. В результате перекрытия клапаном 4 отверстия в дне поршня давление внутри рабочей камеры станет возрастать с большей скоростью, так как поршень 3 продолжает двигаться вниз. Попутно отметим, что ход клапана 4, скользящего своими пальцами 21 (фиг.4) в пазах штока 10 в процессах осуществления обоих тактов: и нагнетания продукта в рабочую камеру и выталкивания его из камеры, ограничен длиной пазов. Это позволяет клапану выполнить свои функции как в процессе выталкивания продукта так и при поступлении перекачиваемого продукта в рабочую камеРУВо второй половине цикла, в котором поршень 3 движется вниз, при достижении определенной величины давления, превышающего усилие пружины 12, клапан 11 отжимается вниз, открывая отверстия в перегородке б. Перекачиваемый продукт выдавливается из камеры через отверстия в перегородке и через патрубок 19 поступает в приемник (на фиг.1, 2 не показан). Затем описанные циклы повторяются.

Схема циркуляции и выполнение конструктивных элементов насоса, обеспечивающих подачу и отвод горячей среды (воды, пэра), показаны на фиг.З. Обозначение конструктивных элементов на фиг.З совпадает с обозначением их на фиг.1. По схеме на фиг.З видно, что горячая вода, подводимая к патрубку 15 через паз в наружном штоке 10 и одной из камер внутреннего штока 2 попадает в распределительное кольцо 13. Обойдя канал кольца, горячая вода попадает в другую камеру штока 2 и затем через паз и второй патрубок 16 - на выход в систему.

Формула изобретения

Насос для перекачивания вязких сред, содержащий корпус с цилиндром, установленный в цилиндре с образованием рабочей камеры полый поршень со всасывающим клапаном, связанные с приводом возвратно-поступательного движения, устройство для подачи перекачиваемой среды в рабочую камеру, включающее связанный с приводом возвратно-поступательного движения кольцевой створчатый элемент с кольцевым внутренним каналом для циркуляции горячей жидкости, подключенным к трубопроводам подводя и отвода этой жид кости, отличаю щ и и с я тем что. с целью

упрощения конструкции, насос снабжен связанной с корпусом и соединенной с трубопроводами подвода и отвода горячей жидкости цилиндрической направляющей с установленными в ней концентрично наружным полым и внутренним штоками, связанными с приводом возвратно-поступательного движения и установленными с возможностью движения в противофазе, при этом наружный шток связан с поршнем и всасывающим клапаном, а внутренний шток связан с кольцевым створчатым элементом и снабжен продольными пазами для подключения кольцевого канала этого элемента к трубопроводам подвода и отвода горячей жидкости в направляющей.

Сущность изобретения: в цилиндре корпуса установлен с образованием рабочей камеры полый поршень с всасывающим клапаном, связанный с приводом возвратно- поступательного движения. Устр-во для подачи- перекачиваемой среды в рабочую камеру содержит связанный с приводом кольцевой створчатый элемент с кольцевым внутренним каналом для циркуляции горячей жидкости, подключенный к трубопроводам подвода и отвода этой жидкости. В цилиндрической направляющей, связанной с корпусом и соединенной с трубопроводами подвода и отвода,установлены концент- рично наружный полый и внутренний штоки, связанные с приводом и установленные с возможностью движения в противо- фазе. Наружный шток связан с поршнем и клапаном, внутренний шток - с кольцевым створчатым элементом и снабжен продольными пазами для подключения кольцевого канала элемента к трубопроводам подвода и отвода в направляющей. 4 ил. ;