Вибрационный насос Советский патент 1980 года по МПК F04B43/04 

(54) ВИБРАЦИОННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к области насосостроения, касается вибрационных насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, а также в быту для подъема жидкостей из скважин, колодцев и других источников. Известны вибрационные насосы, содержащие поршень, связанный с электромагнитным вибратором, снабженным упругим амортизатором, имеющим профильную часть 1. Недостатком известных насосов является неравномерность прогиба рабочей части амортизатора, максимум которого приходится на наиболее слабый участок, где площадь концентрического соосного амортизатору сечения минимальна. Это приводит к возникновений высоких касательных наПрЯжений в этом сечении и, либо к пренсдевременному выходу амортизатора из строя, либо к ограничению гидравлических и электрических параметров и невозможности настройки вибратора в наиболее экономичный резонансный режим из-за опасности возникновения ударов в вибраторе. В результате снижается надежность и КПД насоса. Целью настоящего изобретения является повышение надежности и КПД насоса. . Для этого профильная рабочая часть амортизатора вШолнейа в виде тела вращения, площади- каждого соосного концентрического сечения которого, равны между собой. На фиг. 1 представлен описываемый насос в продсэльном разрезе; на фиг. 2 - то же, поверйутый на 90° в продольном разрезе; на фиг. 3 - амортизатор, продольное сечение. В корпусе насоса 1 установлен поршень 2, вьшблненЖщ в виде гибкого диска и связанньш штоком 3 с электромагнитным вибратором, содержащим электромагнит 4 с якорем 5 и ярмом 6 и упругий амортизатор 7. . Полость 8 электромагнитного вибратора отделена от рабочей камеры 9 и проточного кольцевого канала 10 стаканом, состоящим из цилиндра 11, опорного седла 12 и упругой диафрагмы 13. Седло 12 опирается на заплечики 14 корпуса 1 и имеет по периферии окна для прохода жидкости. В нижней части рабочей камеры 9 установлен всасывающий клапан 15. В верхней части канал jo сообщается с напорным трубопроводом 16. Амортизатор 7 резинометаллический и имеет профильную рабочуючасть 17, выполненную в виде тела вращения, площади каждого соосного концентрического сечения Si, Sg, 83 и т. д. которого равны между собой Sn л Dn «Ьн const. Этим обеспечивается равнопрочность амортизатора 7. Порщень 1, упругая диафрагма 13, всасывающий клапан 15 и резиновая часть амортизатора 7 выполнены из вибростойкой резины. Общая осевая жесткость амортизатора 7 и диафрагмы 13 должна отвечать условию С 4Мш, где С -.-общая осевая жесткость системы; М - приведенная масса; w - частота колебаний, создаваемых вибратором. При этом жесткость амортизатора должна составлять 804-90%, а диафрагмы - 20-1-10% от общей жесткости системы в зависимости от высоты подъема жидкости. Указанные соотнощения жесткости системы обеспечивают наилучщую настройку вибратора в резонансный режим. В центральное отверстие амортизатора 7 заармйрована дистанционная втулка 18, а с двух сторон от нее на штоке 3 установлены зажимные щайбы 19 и 20, поджатые к амортизатору гайками 21 и 22. Регулируя поджим шайб 19 и 20, можно в некоторых пределах регулировать осевую жесткость амортизатора-7. При питании электромагнита 4 от сети переменного тока создаются колебания порщня 2 с частотой, равной двойной частоте питающего тока. За период колебаний происходит периодическое понижение и повыщение давления в рабочей камере 9 между поршнем 2 и всасывающим клапаном 15, следовательно, всасывание перекачиваемой жидкости,- в которую погружен насос и ее вытеснение из рабочей камеры 9 через кольцевой канал 10 и напорный трубопровод 16 к .потребителю. -.- -,..,.„,.„.,.,,. . Колебательная система вибратора имеет нелинейную суммарную характеристику упругих деталей: амортизатора 7. и диафрагмы 13. Амортизатор 7 взаимодействует с дистанционной втулкой 18 и зажимными шайбами19 и 20, в зависимости от направления перемещения, верхние или нижние слои

737645 рабочей части 17 амортизатора 7, воздействуя на плоскость щайб 19 и 20, выключаются из работы. Вследствие этого, а также благодаря форме амортизатора,характеристика жесткости получается нелинейной. Диафрагма 13 обеспечивает характеристики вибратора с убывающей при снижении напора жесткостью. С возрастанием напора диафрагма 7 прогибается. в сторону заполненной воздухом полости 8 вибратора и, воздействуя на шток 3, уменьщает зазор между якорем 5 и ярмом 6. электромагнита 4. Однако за счет прогиба амортизатора 7 увеличивается его жесткость и уменьщается амплитуда колебания якоря 5, что обеспечивает безударную работу вибратора во всем диапазоне напоров. При снижении напора автоматически падает осевая жесткость амортизатора 7 и увеличивается зазор между ярмом 6 и якорем 5 и. амплитуда колебаний последнего. В то же время в описываемом амортизаторе 7 за счет равновеликости его концентрических сечений равномерно распределены касательные напряжения, что позволяет увеличить амплитуду колебаний, а, следовательно, напор и объемную подачу, соответственно, на 15-20% и 10-15%, без увеличения потребляемой мощности и снижения надежности насоса. Безударная работа описываемого насоса обеспечивается также при перенапряжениях электросети порядка 20-25% от номинального значения. Формула изобретения Вибрационный насос, содержащий поршень, связанный с электромагнитным вибратором, снабженн.ым упругим амортизатором, имеющим профильную рабочую часть, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, профильная рабочая часть амортизатора выполнена в виде тела вращения, площади каждого соосНого концентрического -сечения которого равны между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Насос Малыщ, руководство пр эксплуатации ЗТД, 979.126.РЭ, 1974, с. 7, рис. 2.