ДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС Советский патент 1928 года по МПК F04B43/02 

Диафрагменные насосы давно известны, но они пригодны только для целей отсасывания. Для нагнетания их можно применять только в том случае, если давление не превосходит нескольких фунтов на квадратный дюйм и если диафрагма новая и относительно твердая. Диафрагма, рассчитанная на давление с одной стороны, имеет стремление прогнуться в обратную сторону, если давление появляется с другой стороны, и насос благодаря этому перестает действовать. Предлагаемое изобретение имеет целью создать диафрагменный насос, который годился бы как для всасывания, так и для нагнетания и отличался бы при этом простотой конструкции, так что благодаря этому его легко было бы поддерживать в исправном состоянии.

На фиг. 1 чертежа изображен вид насоса сзади; на фиг. 2 - вид его сбоку; на фиг. 3 - увеличенный вид в разрезе механизма насоса; на фиг. 4 - вид в разрезе слегка видоизмененной формы насоса.

В предлагаемом насосе вместо одной диафрагмы применяются две, расположенные противоположно друг другу, так что у каждой диафрагмы вогнутая поверхность направлена в ту сторону, откуда ожидается давление. Таким образом, диафрагма для всасывания должна быть обращена своей выпуклой стороной к камере насоса, а вогнутой стороной - в направление давления воздуха, против которого она работает во время всасывающего хода насоса. Нагнетательная диафрагма обращена вогнутой стороной к камере насоса, так что можно производить давление на жидкость, втянутую в камеру насоса действием всасывающей диафрагмы. Пространство между диафрагмами заполнено жидкостью, которая, будучи несжимаема, легко передает давление от одной диафрагмы к другой. Расположение диафрагм может быть перевернуто, т.-е. выпуклые их стороны могут быть обращены друг к другу. Согласно данных автора, средний об′ем пространства между диафрагмами остается во время работы практически постоянным, вследствие чего не происходит потерь полезного действия, вызванных непроизводительной потерей движения между диафрагмами.

Промежуточное пространство может быть заполнено водой или другой несжимаемой жидкостью, при чем могут иметься автоматические приспособления, посредством которых всякая утечка воды немедленно пополняется добавочной водой, или же насос может иметь такое устройство, при котором перекачиваемая жидкость сама проходит между диафрагмами и обеспечивает этим правильное действие насоса.

Диафрагмы укрепляются по периферии так, чтобы было обеспечено плотное соединение, а своими центрами они соединены с соответствующей формы поршневыми штоками или нырялами, посредством которых при их движении можно сгибать диафрагмы. Диафрагмы изготовляются преимущественно из прорезиненной ткани, но они могут также изготовляться из кожи. При движении ныряла диафрагмы движутся взад и вперед, при чем свободные части их совершают колебательные движения. Во время этого движения диафрагмы сохраняют свою вогнутую форму и только в конце хода в том и другом направлении обе диафрагмы принимают приблизительно коническую форму. При возвратном ходе обе диафрагмы в своем колебательном движении постепенно изменяют свою форму, пока они снова не станут коническими. После этого движение снова меняет направление и т.д. При таком процессе диафрагма, образующая собою стенку насосной камеры, создает всасывающее действие (например, при движении ныряла кверху), а при движении вниз вторая диафрагма передает давление жидкости, находящейся в насосной камере, через жидкость, заполняющую пространство между диафрагмами, и через всасывающую диафрагму.

Станина 5 состоит из двух частей, имеющих форму буквы А, но, вообще, станина может иметь любую подходящую для данной цели форму. На станине укреплены подшипники 6, в которых вращается вал 7 со шкивом 8 на конце. Посредством шкива вал может приводиться во вращение тем или иным источником силы. На валу 7 имеется эксцентрик 9, окруженный хомутом 10, к которому прикреплен шток 11 ныряла. Шток 11 проходит в насосную чашку 12, образованную корпусом насоса 13. В корпусе имеется впускной патрубок 14, открываемый и закрываемый клапаном 15 общеупотребительного типа или любой подходящей формы. Клапан может, например, быть снабжен направляющей 16, удерживающей его в правильном положении, когда клапан находится во время работы насоса в приподнятом состоянии, а также снабжается устройством, заменяющим седло 17, вставленное по окружности впускной трубы. Воздушная трубка 15′ с краном 16′ служит для регулирования всасывания. Камера всасывания 18 снабжена выпускным отверстием 19, которое открывается и закрывается клапаном 20, подобным клапану 15. Оба клапана расположены так, что когда во всасывающей камере создается разрежение, клапан 15 открывается, а клапан 20 закрывается, а когда производится давление, то клапан 15 закрывается, а клапан 20 открывается. Выпускное отверстие 19 открывается в воздушный колпак 21, откуда жидкость выходит через патрубок 22.

Корпус насоса снабжен фланцем 23, поддерживающим диафрагмы 24 и 25, при чем последняя удерживается на надлежащем расстоянии от первой кольцом 26. Нажимное кольцо 27 прижимается к верхней диафрагме и закрепляется винтами 28, проходящими через зажимное кольцо 29 и прочно зажимающими кольцо 27. Кольцо 29 имеет на наружной окружности выемки, позволяющие ему проходить по выступам 30, расположенным на внутренней поверхности стенок чашки. Кольцо 29 можно вставить в чашку и после этого слегка повернуть, при чем, когда винты 28 начнут нажимать на диафрагменные кольца, то кольцо 29 будет упираться в нижние поверхности выступов 30. Внутренние края диафрагм зажаты между дисками 32, 33 и 34, сжимаемыми между собой при помощи сквозных болтов 31. Шток ныряла 11 проходит сквозь эти пластины и закрепляется гайкой 35, удерживаемой на месте шплинтом 36. На чертеже ныряло изображено в своем среднем положении, при чем обе диафрагмы изогнуты. При движении ныряла вверх или вниз движение его передается диафрагмам, при чем получается всасывание или нагнетание, в зависимости от направления движения.

Чтобы обеспечить заполнение жидкостью пространства между двумя диафрагмами, предусмотрена трубка 37, соединяющаяся с каналом 38, имеющимся в дисках 33 и 32 и открывающимся в упомянутое пространство. На верхнем конце трубки находится клапан 39, обычно погруженный в воду, которая налита в чашку насоса или в специальный резервуар. Таким образом, вода в промежутке между диафрагмами автоматически пополняется в случае утечки. Трубка 40 соединена с каналом 41, имеющимся в диске 33 и открывающимся в пространство между диафрагмами около верхней диафрагмы. Трубка 40 закрывается краном 42, который можно открывать при пуске насоса в первый раз, для того, чтобы выпустить воздух из пространства между диафрагмами. После нескольких ходов ныряла пространство наполнится водой, последняя начнет выступать через трубку 40. Тогда кран закрывается.

Движение ныряла вниз изгибает диафрагмы 24 и 25, при чем давление диафрагмы вытесняет жидкость, находящуюся в камере всасывания, через клапан 20 и далее из насоса. При перемене направления движения диафрагма 24 создает разрежение, и жидкость всасывается в камеру всасывания через клапан 15. Таким образом, насос может применяться в качестве всасывающего и нагнетательного и поднимать жидкость на уровень, лежащий выше насоса, и давать давление на жидкость значительно большее, чем это достигается обычно до сих пор применяемыми насосами с одной диафрагмой.

На фиг. 4 изображена слегка видоизмененная форма насоса, в которой жидкость проходит из камеры всасывания сначала в пространство между двумя диафрагмами, а потом удаляется из насоса. При таком типе насоса устраняется необходимость доставлять воду для заполнения промежутка между диафрагмами и упрощается конструкция, но зато получается недостаток, состоящий в том, что вес частей, удерживающих диафрагмы на месте, может оказаться больше, чем в предыдущем типе. Во втором типе в корпусе имеется всасывательная камера 45, в дне которой помещена впускная труба 46, закрываемая клапаном 47. Трубка для впуска воздуха 47′, снабженная краном 48′, позволяет регулировать всасывание. В верхнем конце всасывательной камеры укреплены две диафрагмы 48 и 49, между которыми расположено кольцо 50, удерживающее диафрагмы в надлежащем расстоянии друг от друга. Диафрагмы закрепляются зажимным кольцом 51 и болтами 52. Внутренние края диафрагм скреплены с кольцами 53 посредством болтов 54 и удерживаются этими кольцами на необходимом расстоянии друг от друга. В центре диафрагмы 48 помещается клапан 55, который при ходе ныряла вниз впускает накачиваемую жидкость в пространство между диафрагмами. Центр верхней диафрагмы закрыт пластиной 56, которую можно вынимать, чтобы получить доступ к клапанам 47 и 55. Последний клапан несколько шире первого, так что нижний клапан может быть вынут через отверстие верхнего клапана. Из пространства между диафрагмами жидкость выходит через выпускной канал 57 и воздушный колпак 58, а оттуда наружу через выпускной патрубок 59. Для того, чтобы можно было вынимать диафрагмы, необходимо иметь соединительный фланец между трубой 57 и воздушным колпаком 58. Фланец этот может быть закреплен болтами 61 или другими соответствующими средствами.

Насос, изображенный на фиг.4, отличается от первого описанного типа насоса только тем, что между диафрагмами происходит переход жидкости. Диафрагмы устроены точно так же и изгибаются вверх и вниз, совершая колебательные движения.

1. Диафрагменный насос, имеющий впускной (всасывающий) клапан и выпускной клапан, характеризующийся применением двух вогнутых диафрагм 24, 25 (фиг. 1 - 3), обращенных одна к другой вогнутыми сторонами и прикрепленных своими внешними краями, на некотором расстоянии одна от другой, к корпусу насоса при помощи зажимных приспособлений, пространство между вогнутыми поверхностями каковых диафрагм, приводимых при помощи соответствующего приспособления в возвратно-поступательное движение, наполняется сравнительно несжимаемой жидкостью.

2. Форма осуществления охарактеризованного в п. 1 насоса, отличающаяся тем, что зажимное приспособление для скрепления краев диафрагм с корпусом насоса состоит из промежуточного кольца 26 (фиг. 3) и наружного кольца 27, из фланца 23 на корпусе насоса и зажимного кольца 29, снабженного зажимными винтами 28 и удерживаемого в корпусе насоса выступами 30, под которые можно подвести соответствующие выступы зажимного кольца 29, благодаря каковому устройству зажимного приспособления диафрагмы, внутренние края которых зажаты, например, между дисками 32, 33, 34, могут быть легко вынуты из корпуса насоса.

3. В охарактеризованном в п.п. 1 и 2 насосе применение, для сообщения диафрагмам возвратно-поступательного движения, штока 11, соединенного с дисками 32, 33, 34.

4. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 насоса, отличающаяся тем, что жидкость впускается в пространство между диафрагмами через трубку 37 и канал 38, сообщающийся с чашкой 12, имеющейся в верхней части корпуса насоса и наполненной водой или другой жидкостью, с которой трубка 37 сообщается предпочтительно при посредстве клапана 39 (фиг. 3).

5. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 насоса, отличающееся тем, что диафрагмы 48, 49 (фиг. 4) расположены над впускным клапаном 47, а выпускной клапан 55 помещен в центре нижней диафрагмы 48, при чем диафрагмы с целью беспрепятственного прохода жидкости удерживаются на некотором расстоянии одна от другой при помощи болтов 54 и кольца 50.