Малоімпульсний насос

Малоімпульсний насос, який включає всмоктувальну та компенсаційну робочі камери з двома клапанами з усмоктувальним та нагнітальним патрубками, два плунжери диференціальної дії з кулачковими приводами, який відрізняється тим, що обидва плунжери мають такі діаметри, щоб площі їх перетину відносились як 2:1, та поєднані в один диференціальний робочий орган, який кінцем більшого діаметру входить у всмоктувальну камеру, а кінцем меншого діаметра - у компенсаційну, причому в порожнині корпусу робочого органу закріплені два опорних ролики, які охоплюють кулачок з профілем, виконаним за двома симетричними половинами еквідістанти спіралі Архімеда з дистанційною відстанню, яка дорівнює радіусу опорних роликів Винахід відноситься до насособудування і може бути використаний у будівництві та виробництві будівельних матеріалів. Відомий аналог [1] - двохпоршньовий диференціальний розчинонасос, в якому два робочих циліндри - основний та компенсаційний розташовані горизонтально в одній вертикальній площині, а штоки поршнів шарнірно з'єднані з важелем, що качається навколо нерухомої опори. Хід нижнього (основного) поршня вдвічі більший від ходу верхнього (компенсаційного), що здійснюється за рахунок того, що плечі вказаного важеля відносяться один до одного як 2:1. Цей насос забезпечує подачу розчину в нагнітальний трубопровід рівними частками під час ходу поршнів в обох напрямках, але, оскільки приводний важіль качається від кривошипно-шатунного механізму, швидкість ходу поршня протягом напівциклу змінюється за синусоїдальним законом, що спричиняє помітну пульсацію подачі розчину. Крім того, шарнірні з'єднання шатунів, які рухаються по дузі кола, спричиняють поперекові коливання штоків і поршнів, що шкідливо відбивається на умовах роботи поршневих ущільнень. Відомий також прототип [2] - малоімпульсний двопоршневий розчинонасос з двома робочими циліндрами, розташованими горизонтально в одній горизонтальній площині, з поршнями, які при водяться до руху від двох кулачкових механізмів. Цей насос забезпечує малоімпульсну подачу розчину, але має деякі суттєві недоліки. Хід основного поршня в такті всмоктування здійснюється за рахунок пружини, яка притискує опорний ролик штока до кулачка. Хід компенсаційного поршня в бік кулачка здійснюється за рахунок тиску на нього розчину. Якщо цей тиск недостатній, хід цього поршня здійснюється не повністю, і насос працює з ударами кулачка по ролику. Крім того, обидві робочі камери даного насоса гідравлічно з'єднуються одна з одною за допомогою підковоподібного патрубка, в якому під час роботи насоса розчин розшаровується і утворює так звані піщані "пробки". І нарешті, цей розчинонасос має дуже складну конструкцію. В основу винаходу поставлене завдання удосконалення малоімпульсного розчинонасоса з кулачковим приводом, в якому за рахунок поєднання двох поршнів в один диференціальний робочий орган досягнуто суттєве спрощення конструкції розчинонасоса при збереженні рівномірності подачі. Поставлене завдання вирішується тим, що основний та компенсаційний плунжери виготовлені з такими діаметрами, щоб площі їх перетину відносились як 2:1, та поєднані в один диференціальний робочий орган, який кінцем більшого діаметра R = R0 + H ×j, 180 (19) UA (11) 39071 (13) A де: R - поточний радіус спіралі Архімеда; R0 - початковий радіус спіралі Архімеда; Н - хід робочого органу; j - кут повороту кулачка. 39071 входить у всмоктувальну, а кінцем меншого діаметру - в компенсаційну камери, причому в порожнині корпусу робочого органу закріплені два опорні ролики, які охоплюють кулачок з профілем, виконаним за двома симетричними половинами еквідістанти спіралі Архімеда R = R0 + Робоча камера 1 обладнана кришкою 17 для обслуговування клапанів. Насос працює таким чином. Під час обертання кулачка 13 робочий орган 10 за допомогою опорних роликів 15, 16 виконує зворотно-поступальний рух з постійною швидкістю. Під час руху диференціального робочого органу праворуч у робочу камеру 1 крізь відкритий клапан 2 всмоктується розчин. Одночасно із камери 5 розчин витискується в нагнітальний патрубок 6. Під час руху робочого органу ліворуч розчин із камери 1 крізь відкритий клапан 3 та патрубок 7 витискується в камеру 5. Одна частина цього розчину витрачається на заповнення камери 5, що розширюється, а друга витискується у нагнітальний патрубок 6. Оскільки площі перетину кінців диференціального робочого органа відносяться як 2:1, а швидкість його руху протягом обох ходів постійна, розчин подається в патрубок 6 у кожному напівциклі рівномірно та однаковими порціями, тобто насос забезпечує малоімпульсну подачу розчину. За вказаною схемою розроблений проект розчинонасоса з такими параметрами: діаметри плунжерних кінців, мм 100 та 70 хід робочого органа, мм 60 частота подвійних ходів, хв-1 150 максимальний робочий тиск розчину, МПа 2,5 подача, м3 /год 3,8 потужність електродвигуна, кВт 5,5 габаритні розміри, мм: довжина 810 ширина 620 висота 660 маса, кг 260 Використання запропонованої конструкції насосу дає можливість суттєво спростити його виготовлення, зменшити витрати матеріалів, зменшити габаритні розміри та масу, підвищити всмоктуючу здібність завдяки глибокому входженню плунжера в робочу камеру 1. H ×j , 180 де: R - поточний радіус спіралі Архімеда; R0 - початковий радіус спіралі Архімеда; Н - хід робочого органа; j - кут повороту кулачка. Дистанційна відстань еквідістанти дорівнює радіусу опорних роликів. Сутність винаходу полягає у тому, що за допомогою одного диференціального робочого органа, який своїми плунжерними кінцями різних діаметрів, що забезпечують відношення площі перетину основного та компенсаційного плунжерних кінців 2:1, одночасно входить у всмоктувальну та компенсаційну робочі камери і рухається під дією одного кулачка з двома роликами, що його охоплюють, осі яких закріплені в корпусі робочого органа, забезпечується значне спрощення конструкції розчинонасоса та рівномірність подачі розчину, причому для забезпечення рівномірності ходу робочого органа профіль кулачка виконаний за двома симетричними половинами еквідістанти спіралі Архімеда з дистанційною відстанню, що дорівнює радіусу опорних роликів. На фігурі схематично показано конструктивну схему малоімпульсного насосу. Насос включає всмоктувальну робочу камеру 1 з кульковими клапанами 2, 3 і всмоктувальним патрубком 4, компенсаційну камеру 5 з нагнітальним патрубком 6, яка за допомогою патрубка 7 через клапан 3 гідравлічно поєднується з камерою 1. В ущільненнях 8, 9 встановлено диференціальний робочий орган 10, який плунжерним кінцем більшого діаметру входить в камеру 1, а кінцем меншого діаметру - в камеру 5. В корпусі робочого органу 10 передбачені порожнини 11 та 12. В порожнині 11 розташований кулачок 13, приводний вал 14 якого проходить крізь дві порожнини 12, а також опорні ролики 15, 16, осі яких закріплені в корпусі робочого органу. Джерела інформації: 1. Авт.свид.СССР 992811 МКл3 F 04 В 15/02. Растворонасос / А. Ф.Демьяненко, В.В.Попов. - Опубл. 30.01.83. 2. Пат. США 3172363 F 04 В 15/02. Растворонасос / фирма Putzmeister, ФРГ. 2 39071 4 2 8 11 12 13 9 5 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 6