Пневматичний насос заміщення

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосам замещения. Известен пневматический насос замещения Шеремета П.З., содержащий ряд рабочих камер с патрубками подвода и отвода жидкости с обратными клапанами, распределитель, соединенный с рабочими камерами, и инжектор, имеющий активное сопло, сообщенное напорным трубопроводом с энергоносителем, пассивное сопло, сообщенное через распределитель с рабочими камерами, и диффузор, сообщенный с рабочими камерами через распределитель [Авт.св. СССР №1423814, кл. F 04 F 1/02, 1988]. Недостатками известного пневматического насоса замещения является то, что в его конструкции не предусмотрен механизм управления распределителем, то есть отсутствует связь между моментом переключения распределителя и наполнением или вытеснением жидкости в рабочих камерах. Вторым существенным недостатком известного насоса является то, что диффузор инжектора сообщен с рабочей камерой, в которой нужно создавать избыточное давление для вытеснения жидкости, то есть перед диффузором постоянно присутствуе т избыточное давление, которое резко снижает скорости потоков в инжекторе, а тем самым и количество отсасываемого воздуха из рабочей камеры, которая наполняется жидкостью, то есть резко снижается производительность насоса. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пневматический насос замещения, содержащий эжектор, имеющий пассивное сопло и активное, сообщенное с энергоносителем, рабочие камеры с патрубками подвода и отвода жидкости с обратными клапанами, при этом внутри одной из рабочих камер установлен поплавок, связанный с двумя штоками, на которых размещены клапаны, обеспечивающие поочередное подсоединение рабочих камер к энергоносителю и пассивному соплу эжектора и седла клапанов [Авт.св. СССР №1125415, кл. F 04 F 1/06, 1984]. Недостатками известного пневматического насоса замещения являются низкая производительность и высота нагнетания, из-за недостаточного давления энергоносителя, в связи с тем, что поплавок связан с двумя штоками, на которых размещены клапаны, обеспечивающие поочередное подсоединение рабочих камер к энергоносителю и пассивному соплу эжектора, то с увеличением давления энергоносителя, которое способствует увеличению производительности и высоты нагнетания, будет возрастать сила прижатия этих клапанов к седлам и возникает необходимость значительного увеличения веса и габаритов поплавка, а соответственно, рабочих камер и в целом насос. Так, например, при работе насоса с клапанами диаметром 16 мм и рабочим давлением энергоносителя равным 5 кг/см сила прижатия одного клапана к седлу составляет 10 кгс. Следовательно для того, чтобы открыть два таких клапанов, поплавок должен иметь вес более 20 кг и при этом обеспечивать свою плавучесть. Задачей изобретения является разработка конструкции пневматического насоса замещения, в котором путем увеличения давления энергоносителя достигают увеличения производительности и высоты нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса, что снижает затраты и время при откачке жидкости и расширяет область применения насоса. Поставленная задача решается тем, что в пневматическом насосе замещения, содержащем эжектор, имеющий пассивное сопло и активное, сообщенное с энергоносителем, рабочие камеры с патрубками подвода и отвода жидкости с обратными клапанами, при этом внутри одной из рабочих камер установлен поплавок, связанный со штоком, согласно изобретению, поплавок связан со штоком, выполненным без клапана, через вилку, которая размещена на малом рычаге системы рычагов, связанных с поплавком, при этом шток установлен с возможностью воздействия на два дополнительных обратных клапана, подпружиненных и размещенных в управляющи х полостях распределителя, установленного за рабочими камерами, причем распределитель соединен с рабочими камерами, пассивным соплом эжектора и энергоносителем. Существенными признаками в данном изобретении являются: - эжектор, имеющий пассивное сопло и активное; - активное сопло эжектора сообщено с энергоносителем; - рабочие камеры; - патрубки подвода и отвода жидкости; - обратные клапана, размещенные в патрубках подвода и отвода жидкости; - внутри одной из рабочих камер установлен поплавок, связанный со штоком; - поплавок связан со штоком, выполненным без клапана, через вилку, которая размещена на малом рычаге системы рычагов, связанных с поплавком; - шток установлен с возможностью воздействия на два дополнительных обратных клапана, подпружиненных и размещенных в управляющи х полостях распределителя, установленного за рабочими камерами; - распределитель соединен с рабочими камерами, пассивным соплом эжектора и энергоносителем. Новыми существенными признаками в данном изобретении являются: - поплавок связан со штоком, выполненным без клапана, через вилку, которая размещена на малом рычаге системы рычагов, связанных с поплавком; - шток установлен с возможностью воздействия на два дополнительных обратных клапана, подпружиненных и размещенных в управляющи х полостях распределителя, установленного за рабочими камерами; - распределитель соединен с рабочими камерами, пассивным соплом эжектора и энергоносителем. Указанные признаки являются необходимыми и достаточными в работе пневматического насоса замещения. Благодаря тому, что поплавок связан со •штоком, выполненным без клапана, через вилку, которая размещена на малом рычаге системы рычагов, связанных с поплавком, поплавок воздействует на шток синхронно поднятию или падению уровня жидкости в рабочей камере и при этом воздействие это осуществляется с силой, гораздо превышающей вес поплавка, что дает возможность увеличивать давление энергоносителя с сохранением веса и габаритов поплавка, кроме того предоставляется возможность синхронизировать перемещение штока с изменением уровня наполнения рабочей камеры жидкостью, что даст возможность увеличить давление энергоносителя, а, следовательно, увеличить производительность и высоту нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса. Благодаря тому, что шток установлен с возможностью воздействия на два дополнительных обратных клапана, подпружиненных и размещенных в управляющих полостях распределителя, установленного за рабочими камерами, предоставляется возможность переключать распределитель в момент полного наполнения или полного вытеснения жидкости в рабочей камере, вследствие чего обеспечивается возможность управления распределителем, что дает возможность увеличить давление энергоносителя, а, следовательно, увеличить производительность и высоту нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса. Благодаря тому, что распределитель соединен с рабочими камерами, пассивным соплом эжектора и энергоносителем, предоставляется возможность распределителю выполнять функции клапанов, имеющихся у прототипа, которые размещены на штоках и обеспечивают поочередное подсоединение рабочих камер к энергоносителю и пассивному соплу эжектора, таким образом в заявляемом техническом решении нет необходимости при поочередном подсоединении рабочих камер к энергоносителю и пассивному соплу эжектора, как это осуществляется у прототипа, воздействовать поплавком на клапана штока с силой, преодолевающей силу прижатия клапанов к седлам, возникающей в результате избыточного давления энергоносителя в рабочей камере при вытеснении жидкости. Но конструкция заявляемого технического решения снабжена двумя дополнительными обратными клапанами, подпружиненными и размещенными в управляющих полостях распределителя, которые выполняют функции управления распределителем, и для их срабатывания, к ним тоже необходимо приложить определенную силу. Но вследствие то го, что дополнительные подпружиненные обратные клапаны, в заявляемом техническом решении, пропускают ничтожно малое количество энергоносителя, поступающего к ним по дросселирующим каналам, их диаметр, а, соответственно, и сила прижатия их к седлам, будет значительно меньше диаметра клапанов штока, обеспечивающего поочередное подсоединение рабочих камер к энергоносителю и пассивному соплу эжектора у прототипа. То есть предоставляется возможность увеличения давления энергоносителя не увеличивая при этом вес и габариты поплавка, что влечет за собой увеличение производительности и высоты нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса. Таким образом, благодаря тому, что поплавок связан со штоком, выполненным без клапана, через вилку, которая размещена на малом рычаге системы рычагов, связанных с поплавком, что шток установлен с возможностью воздействия на два дополнительных обратных клапана, подпружиненных и размещенных в управляющих полостях распределителя, установленного за рабочими камерами, и, что распределитель соединен с рабочими камерами, пассивным соплом эжектора и энергоносителем, достигают увеличения производительности и высоты нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса. Сущность изобретения объясняется чертежом, где изображена схема пневматического насоса замещения. Пневматический насос замещения содержит рабочие камеры 1 и 2, в рабочей камере 1 установлен поплавок 3, который через систему рычагов 4 закреплен на оси. 5, малый рычаг системы рычагов 4 снабжен вилкой 6, связанной со штоком 7, установленным в рабочей камере 1, распределитель 8 с управляющими полостями А и Б и дросселирующими каналами 9 и 10, соединяющими полости А и Б с подводом энергоносителя, соединенный с рабочими камерами 1 и 2 и управляемый дополнительными подпружиненными обратными клапанами 11 и 12, эжектор 13, активное сопло которого соединено с энергоносителем и распределителем 8, а пассивное сопло с распределителем 8. Рабочие камеры 1 и 2 снабжены патрубками подвода 14 и 15 жидкости с обратными клапанами 16 и 17 и патрубками отвода 18 и 19 жидкости с обратными клапанами 20 и 21. Пневматический насос замещения работает следующим образом. В начальном положении рабочие камеры 1 и 2 не заполнены водой, поплавок 3 под действием силы тяжести находится на дне рабочей камеры 1 и посредством системы рычагов 4, вилки 6 и штока 7 воздействует на подпружиненный обратный клапан 12, открывая последний. При подключении насоса к энергоносителю, последний подается одновременно на эжектор 13 и распределитель 8. В распределителе 8 энергоноситель через дросселирующие каналы 9 и 10 попадает в управляющие полости А и Б распределителя 8. Вследствие того, что в этот момент подпружиненный обратный клапан 12 открыт, в управляющей полости А распределителя 8 давление энергоносителя превышает давление в полости Б, вследствие чего золотник распределителя 8 переместится в правое по схеме крайнее положение и соединит рабочую камеру 1 с пассивным соплом эжектора 13, а рабочую камеру 2 с подводом энергоносителя. В рабочей камере 1 за счет разрежения, создаваемого в эжекторе 13, происходит отсос воздуха, под действием разрежения обратный клапан 16 открывается и рабочая камера 1 заполняется жидкостью. В это время рабочая камера 2 работает вхолостую (только в момент запуска насоса), то есть энергоноситель через рабочую камеру 2, патрубок отвода жидкости 19. Обратный клапан 21 выбрасывается в атмосферу. По мере наполнения рабочей камеры 1 жидкостью поплавок 3 под действием выталкивающей силы поднимается вверх и через систему рычагов 4 с вилкой 6 перемещает шток 7 влево по схеме, закрывает подпружиненный обратный клапан 12 и открывает подпружиненный обратный клапан 11, давление в управляющей полости А распределителя 8 сбрасывается и золотник распределителя 8, под действием избыточного давления в полости Б, переместится в левое по схеме крайнее положение, соединив тем самым рабочую камеру 1 с подводом энергоносителя, а рабочую камеру 2 с пассивным соплом эжектора 13. Под действием избыточного давления энергоносителя жидкость из рабочей камеры 1 через патрубок отвода 18 жидкости и обратный клапан 20 вытесняется в напорную магистраль. В это время в рабочей камере 2 за счет разрежения, создаваемого в эжекторе 13, происходит отсос воздуха, под действием разрежения обратный клапан 17 открывается и рабочая камера 2 заполняется жидкостью. В рабочей камере 1 по мере вытеснения жидкости поплавок 3 под действием силы тяжести опускается вниз и через систему рычагов 4 с вилкой 6 перемещает шток 7 вправо по схеме, закрывает подпружиненный обратный клапан 11 и открывает подпружиненный обратный клапан 12, давление в управляющей полости Б распределителя 8 сбрасывается и золотник распределителя 8, под действием избыточного давления в полости А, переместится в правое по схеме крайнее положение, соединив рабочую камеру 1 с пассивным соплом эжектора 13, а рабочую камеру 2 с подводом энергоносителя. Далее цикл повторяется. Применение заявленного изобретения позволяет увеличить производительность и высоту нагнетания с сохранением веса и габаритов насоса за счет увеличения давления энергоносителя. Заявляемый насос может быть использован для перекачивания различных жидкостей.