Диференціальний насос

Диференціальний насос, що містить усмоктувальну та нагнітальну робочі камери, робочий циліндр із поршнем та штоком, циліндричну привідну камеру, обладнану всередині трубчастою гумотканинною діафрагмою та гідравлічно з'єднану зі штоковою порожниною робочого циліндра, який відрізняється тим, що на найвищій ділянці привідної камери встановлений бачок, гідравлічно з'єднаний з привідною камерою через зворотний клапан. Корисна модель відноситься до насособудування і може бути використаний у будівництві, промисловості будівельних матеріалів та у тваринництві для подачі рідких кормів. Відомий комбінований розчинонасос РНК-4 [1], котрий працює за принципом подвійної дії, оскільки його штокова порожнина, яка має робочий об'єм, удвічі менший від робочого об'єму поршневої порожнини, заповнена привідною рідиною та гідравлічно поєднана з привідною камерою тарілчастого типу, котра через плоску еластичну діафрагму взаємодіє з нагнітальною камерою. Недоліком цього розчинонасоса є те, що він має досить складну за формою нагнітальну камеру з наявністю в ній так званих «мертвих» ділянок, в яких затримується та згодом твердішає перекачуваний розчин; плоска діафрагма розчинонасоса не має обмежень для прогинання вниз і тому може під час роботи швидко виходити з ладу; не вирішене питання об'єму привідної рідини, необхідної для оптимального заповнення штокової порожнини та привідної камери. Відомий також малоімпульсний розчинонасос [2], котрий має циліндричну привідну камеру, гідравлічно поєднану зі штоковою порожниною. У привідній камері розташована трубчаста гумотканинна діафрагма, яка служить частиною розчинопроводу. Це суттєво спрощує конструкцію на гнітальної й привідної камер, а також усуває наявність «мертвих» ділянок на шляху руху розчину. Але в цьому розчинонасосі також не вирішене питання оптимального заповнення штокової порожнини й привідної камери привідною рідиною, немає також автоматичного поповнення цих порожнин проміжною рідиною, яка неминуче втрачається через ущільнення поршня і штока при їх зношуванні, що викликає підвищення пульсації подачі та навіть перехід від подвійної до одинарної дії. Основне завдання корисної моделі полягає в тому, щоб забезпечити диференціальний насос, котрий працює за принципом подвійної дії за paхунок використання циліндричної привідної камери, гідравлічно поєднаної зі штоковою порожниною та відділеної від нагнітальної камери еластичною трубчастою діафрагмою, пристроєм, який дає можливість автоматично заповнювати штокову порожнину й привідну камеру привідною рідиною в необхідному об'ємі та підтримувати цей об'єм під час тривалої роботи насоса в умовах неминучих утрат проміжної рідини. Указане завдання вирішується тим, що диференціальний насос, котрий містить усмоктувальну та нагнітальну робочі камери, робочий циліндр із поршнем та штоком, циліндричну привідну камеру, обладнану всередині трубчастою гумотканинною діафрагмою та гідравлічно ST 11421 поєднану зі штоковою порожниною робочого циліндра, обладнаний бачком, що встановлений на найвищій ділянці привідної камери та гідравлічно з'єднаний з нею через зворотний клапан. Завдяки цьому здійснюється автоматичне заповнення штокової порожнини і привідної камери привідною рідиною в необхідному об'ємі та його автоматичне підтримання під час роботи диференціального насоса в умовах неминучих утрат привідної рідини через ущільнення поршня та штока. На Фіг. представлений схематичний переріз диференціального насоса. Диференціальний насос містить усмоктувальну 1 та нагнітальну 2 робочі камери зі всмоктувальним 3 та нагнітальним 4 клапанами й усмоктувальним 5 та нагнітальним 6 патрубками, робочий циліндр 7 із поршнем 8, штоком 9 і приводом поршня 10. Площі перерізу поршня й штока співвідносяться відповідно як 2:1. Поршень зі штоком утворює штокову порожнину 11, котра за допомогою патрубка 12 гідравлічно поєднана з привідною камерою 13 циліндричної форми. Усередині цієї камери на кінцях нагнітального патрубка 6 та вихідного патрубка 14 герметично закріплена трубчаста гумотканинна діафрагма 15. На верхній частині привідної камери 13 розташований бачок 16, обладнаний зворотним клапаном 17, та вентиль 18 для випуску повітря під час заповнення привідної камери привідною рідиною. Диференціальний насос працює таким чином. Під час ходу поршня 8 праворуч у робочій камері 1 створюється розрідження, унаслідок чого клапан 3 відкривається й перекачувана рідина через патрубок 5 усмоктується в камеру 1. Одночасно привідна рідина витискується зі штокової порожнини в привідну камеру 13 і, стискуючи діафрагму 15, витискає перекачувану рідину в патрубок 14. При ході поршня 8 ліворуч перекачувана рідина з камери 1 через клапан 4, який відкрився, та патрубок 6 витискується в трубчасту діафрагму 15. При цьому одна частина перекачуваної рідини, що поступила в трубчасту діафрагму, йде на заповнення цієї діафрагми, об'єм якої збільшується завдяки її розширенню за рахунок витікання привідної рідини в штокову порожнину, котра розширюється, а друга частина витискується в патрубок 14. Оскільки площі перерізів поршня й штока співвідносяться як 2:1, то (без урахування об'ємного ККД роботи диференціального насоса) можна вважати, що порції перекачуваної рідини, що поступають у патрубок 14 під час ходу поршня 8 в обидва боки, будуть однакові, тобто диференціальний насос працює за принципом подвійної дії. Під час тривалої роботи диференціального насоса частина привідної рідини незворотно втрачається через ущільнення поршня й штока. При цьому порція перекачуваної рідини, яка подається в патрубок 14 при ході поршня 8 праворуч, поступово зменшується. Завдяки цьому зростає пульсація подачі, та в деякий момент диференціальний насос починає працювати за принципом одинарної дії (це відбувається тоді, коли втрата привідної рідини сягає половини дійсного об'єму поршня). Але у даному випадку цього не відбувається, оскільки, як тільки починається втрата привідної рідини, в камері 13 наприкінці ходу поршня 8 ліворуч виникає розрідження. Під його дією зворотний клапан 17 відкривається, й привідна рідина із бачка 16 у необхідній кількості поступає в камеру 13, автоматично підтримуючи в ній потрібний об'єм привідної рідини. Розрідження в камері 13 виникає тому, що гумотканинна діафрагма досить міцна й після повного усунення її попереднього стиснення не може більше розширюватися під дією тиску перекачуваної рідини зсередини та розрідження ззовні. Саме тому на початок роботи автоматично здійснюється оптимальне заповнення з бачка 16 штокової порожнини 11 та привідної камери 13 привідною рідиною. На основі запропонованого рішення розроблений, виготовлений та випробуваний із позитивними результатами диференціальний розчинонасос, котрий має такі параметри: діаметр поршня, мм 100 діаметр штока, мм 70 хід поршня, мм 80 частота ходів поршня, 1/хв 130 продуктивність, м3/год 4 потужність електродвигуна, кВт 5,0 габаритні розміри, мм 780x660x620 маса, кг 260 Запропоноване рішення дає можливість створювати малоімпульсні диференціальні насоси, надійні у роботі й прості в обслуговуванні, оскільки вони стабільно працюють в умовах неминучих утрат привідної рідини за рахунок автоматичного її поповнення з бачка через зворотний клапан. При цьому привідна рідина грає багатогранну роль: вона забезпечує подвійну роботу диференціального насоса, охолоджує тертьові деталі поршневої групи, змащує поверхні тертя гумових ущільнюючих деталей, змиває абразивні частки з поверхонь тертя цих деталей. Особливо корисним є використання в якості привідної рідини 0,1% розчину мила у воді, який знижує коефіцієнт тертя ущільнень майже на порядок та суттєво гальмує корозію металевих деталей поршневої групи, що значною мірою підвищує ресурс роботи диференціального насоса. Джерела інформації, які були використані при описі корисної моделі: 1. Малоимпульсные дифференциальные растворонасосы / В.У.Устьянцев, А.Г.Онищенко, И.Я.Виноходов, В.П.Вовченко, В.Б.Надобко // Механизация строительства. -1990. -№7. -С.5-7. 2. Деклараційний патент України на корисну модель №5214 МПК F04B9/08. Малоімпульсний розчинонасос / О.Г.Онищенко, В.У.Уст'янцев, Є.А.Васильєв Заявл. 03.08.2004; Опубл. 15.02.2005, Бюл. №2. 11421 Фіг. Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601