RU2101567C1

RU2101567C1 - Double-action diaphragm pump

Info

Publication number: RU2101567C1
Application number: RU95117505/06A
Authority: RU
Inventors: Е.Г. Егоров; М.Г. Виноградов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: manufacture of diaphragm pumps. SUBSTANCE: double-action diaphragm pump has housing with inlet and outlet holes, two diaphragms installed in the housing so that they form drive and working chambers, slide valve formed by connecting rod and feed channels, and control valve. The control valve is mounted in its own seat. It turns round its axis through 90 deg. and is provided with grooves at three levels. EFFECT: improved efficiency of pump operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении мембранных насосов двойного действия. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of double-acting diaphragm pumps.

Из патентной и технической литературы известны следующие мембранные насосы с тремя принципами переключения подачи рабочей среды (воздуха) в мембранные камеры: электрический; механический; пневматический. The following membrane pumps are known from the patent and technical literature with three principles for switching the supply of the working medium (air) to the membrane chambers: electric; mechanical; pneumatic.

Использование электрического переключения практически не находит применения из-за
необходимости подведения кроме воздушных магистралей, еще и электрических, что особенно нецелесообразно в опасных производствах (перекачка нефтепродуктов и горючих веществ);
при использовании электропроводки и электроприборов управления необходима установка взрывобезопасного электрооборудования, что сложно и дорого.The use of electric switching is practically not used due to
the need for summing up, in addition to airways, also electrical, which is especially impractical in hazardous industries (pumping oil products and combustible substances);
when using electrical wiring and control electrical appliances, the installation of explosion-proof electrical equipment is necessary, which is difficult and expensive.

Использование механического переключения имеет следующие недостатки:
1) скорость переключения меньше, чем у электрических и пневматических, что снижает эффективность работы насоса;
2) механические части переключателей быстро изнашиваются.The use of mechanical switching has the following disadvantages:
1) the switching speed is lower than that of electric and pneumatic, which reduces the efficiency of the pump;
2) the mechanical parts of the switches wear out quickly.

Наиболее широкое распространение получили мембранные насосы двойного действия с пневматическими переключателями. Такие насосы могут работать при наличии только воздушной магистрали, отличаются простотой конструкции. The most widespread are double-acting diaphragm pumps with pneumatic switches. Such pumps can work if there is only an air line, they are simple in design.

Известен насос, содержащий корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные соединительным стержнем, первый подвижный распределительный золотник с запорными механизмами, второй подвижный золотник с подводящими каналами, при этом подводящие каналы второго золотника и запорные элементы первого золотника расположены так, что при встречном (противоположном) перемещении между первым и вторым золотником освобождаются подводящие каналы с большим поперечным сечением, которые после достижения максимума снова уменьшаются до нуля. [1]
Данный насос имеет следующие недостатки:
для фиксирования первого золотника выбирается определенное трение, которое обеспечивается соотношениями размеров, а также уплотнениями, однако в связи с постоянным движением золотника он подвергается износу, поэтому резко уменьшается сила трения, влияющая на продолжительность работы механизма переключения и насоса, так как при уменьшении силы трения первый золотник сдвигается под действием давления воздуха и ход мембраны будет неполным;
при работе насоса необходимо обеспечить герметизацию мембранных камер, а в данной конструкции необходимость уплотнения по соединительному стержню и первому золотнику приводит к снижению надежности и усложнению конструкции.A known pump comprising a housing with inlet and outlet openings, two membranes connected by a connecting rod, a first movable distribution valve with locking mechanisms, a second movable valve with supply channels, while the supply channels of the second valve and locking elements of the first valve are located so that when they meet (opposite) movement between the first and second spools, the supply channels with a large cross section are freed, which, after reaching a maximum, decrease again to zero. [1]
This pump has the following disadvantages:
to fix the first spool, a certain friction is selected, which is ensured by size ratios, as well as seals, however, due to the constant movement of the spool, it undergoes wear, therefore, the friction force, which affects the duration of the switching mechanism and pump, decreases sharply, since when the friction force decreases, the first the spool moves under the influence of air pressure and the course of the membrane will be incomplete;
when the pump is operating, it is necessary to ensure the sealing of the membrane chambers, and in this design the need for sealing along the connecting rod and the first spool leads to a decrease in reliability and design complexity.

Указанные недостатки устранены в мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, установленные в корпусе с образованием приводных и рабочих камер, соединительный стержень, связывающий мембраны, первый и второй золотники, последний из которых установлен в корпусе с образованием полостей. Первый золотник образован соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами с возможностью соединения в крайних положениях приводных камер и полостей второго золотника, а в цилиндрической втулке выполнены дополнительные отверстия, соединяющие полости второго золотника с выходными отверстиями корпуса [2]
Данный насос имеет следующие недостатки:
конструкция золотников не позволяет использовать отработанное давление сжатого воздуха до его стравливания одной приводной камеры для начала заполнения другой;
стравливание полного объема отработанного сжатого воздуха из приводной камеры сопровождается повышенным уровнем шума;
конструктивное исполнение трех подвижных высокоточных элементов (соединительный стержень, второй золотник, цилиндрическая втулка), расположенных коаксиально, может привести к их перекосу и заклиниванию;
расположение золотников в случае их засорения требует почти полной разборки насоса.These disadvantages are eliminated in a double-acting diaphragm pump containing a housing with inlet and outlet openings, two membranes installed in the housing with the formation of drive and working chambers, a connecting rod connecting the membranes, the first and second spools, the last of which is installed in the housing with the formation of cavities . The first spool is formed by a connecting rod and feed channels made in it with the possibility of connecting in extreme positions of the drive chambers and the cavities of the second spool, and additional holes are made in the cylindrical sleeve connecting the cavities of the second spool with the outlet openings of the housing [2]
This pump has the following disadvantages:
the design of the spools does not allow the exhaust pressure of compressed air to be used until it is vented from one drive chamber to start filling another;
venting the full volume of exhaust compressed air from the drive chamber is accompanied by an increased noise level;
the design of three movable high-precision elements (connecting rod, second spool, cylindrical sleeve) located coaxially can lead to their skew and jamming;
the location of the spools in case of clogging requires an almost complete disassembly of the pump.

Технической задачей, поставленной в изобретении, является устранение этих недостатков, а именно повышение КПД насоса, гигиенических характеристик, надежности, упрощение конструкции, ремонт и обслуживания. The technical problem posed by the invention is the elimination of these disadvantages, namely increasing the efficiency of the pump, hygienic characteristics, reliability, simplifying the design, repair and maintenance.

Это достигается тем, что в известном мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, установленные в корпусе с образованием приводных рабочих камер, два золотника, первый из которых образован соединительным стержнем с подводящими каналами, второй золотник размещен в индивидуальном гнезде с возможностью вращения вокруг собственной оси и фиксации при угле поворота 90^o и имеет на трех уровнях пазы.This is achieved by the fact that in the known double-acting diaphragm pump comprising a housing with inlet and outlet openings, two membranes installed in the housing to form drive working chambers, two spools, the first of which is formed by a connecting rod with supply channels, the second spool is individually socket with the possibility of rotation around its own axis and fixation at an angle of rotation of 90 ^o and has grooves at three levels.

Повышение КПД насоса обеспечивается за счет использования отработанного сжатого воздуха до его стравливания из одной приводной камеры для начального заполнения другой, что позволит уменьшить расход сжатого воздуха на единицу перекачиваемой жидкости. Increasing the efficiency of the pump is ensured through the use of spent compressed air before it is vented from one drive chamber for the initial filling of another, which will reduce the consumption of compressed air per unit of pumped liquid.

Повышение гигиенических характеристик насоса достигается за счет стравливания в атмосферу отработанного сжатого воздуха более низкого давления. Improving the hygienic characteristics of the pump is achieved by bleeding lower pressure compressed air into the atmosphere.

Повышение надежности за счет предотвращения заклинивания, упрощение конструкции достигается исключением цилиндрической втулки и размещением золотника в индивидуальном гнезде. Improving reliability by preventing jamming, simplifying the design is achieved by eliminating the cylindrical sleeve and placing the spool in an individual socket.

Улучшение ремонтопригодности и удобства обслуживания достигается за счет расположения золотника таким образом, что не требует почти полной разборки насоса. Improvement of maintainability and ease of maintenance is achieved due to the location of the spool in such a way that it does not require almost complete disassembly of the pump.

На фиг. 1 показан общий вид насоса; на фиг. 2 сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 в первом горизонтальном ряду (сеч. Б-Б) показаны положения первого уровня золотника, во втором горизонтальном ряду (сеч. В-В) показаны положения второго уровня золотника и в третьем (сеч. Г-Г) третьего уровня. In FIG. 1 shows a general view of the pump; in FIG. 2 section AA of FIG. one; in FIG. 3, the positions of the first spool level are shown in the first horizontal row (sec. BB), the positions of the second spool level and the third (sec. G-G) of the third level are shown in the second horizontal row (sec. BB).

Мембранный насос двойного действия содержит корпус 1 с входным камерным 2, золотниковым 3 отверстиями, камерными каналами 4,5, золотниковыми каналами 6, перебрасывающими пазами 7, мембраны 8, делящие мембранные камеры на приводные 9 и рабочие 10, соединительный стержень 11 с полостями 12, золотник 13 с пазами 14, 15 и пазом 16, упор 17. The double-acting diaphragm pump contains a housing 1 with an inlet chamber 2, a spool 3 holes, chamber channels 4,5, spool channels 6, transfer slots 7, membranes 8, dividing the membrane chambers into drive 9 and working 10, a connecting rod 11 with cavities 12, spool 13 with grooves 14, 15 and groove 16, stop 17.

Мембранный насос работает следующим образом. Рассмотрим 5 положений, изображенных на фиг. 3. The diaphragm pump operates as follows. Consider the 5 positions depicted in FIG. 3.

На фиг. 3 (первый ряд) представлено положение, при котором сжатый воздух через входные отверстия 2, каналы 4 корпуса 1, паз 15 золотника 13 поступает в правую приводную камеру 9, при этом золотник 13 фиксируется упором 17 и давлением в пазу 14, создаваемым поступлением сжатого воздуха через отверстия 3, каналы 6 корпуса 1, полости 12 соединительного стержня 11, а левая приводная камера 9 через каналы 4, 5 корпуса 1, паз 15 золотника 13 соединена с атмосферой, обеспечивая сброс давления. В данном положении паз 16 заглушен. In FIG. 3 (first row) shows the position in which the compressed air through the inlet 2, channels 4 of the housing 1, the groove 15 of the spool 13 enters the right drive chamber 9, while the spool 13 is fixed by the stop 17 and the pressure in the groove 14 created by the flow of compressed air through the holes 3, channels 6 of the housing 1, the cavity 12 of the connecting rod 11, and the left drive chamber 9 through the channels 4, 5 of the housing 1, the groove 15 of the spool 13 is connected to the atmosphere, providing pressure relief. In this position, the groove 16 is muffled.

Под действием давления, создаваемого сжатым воздухом, правая мембрана 8 начинает перемещаться, вытесняя перекачиваемый продукт из правой рабочей камеры 10 и посредством соединительного стержня 11 со второй мембраной 8 создает разрешение в левой рабочей камере 10, в которую поступает очередная порция перекачиваемого продукта. Under the pressure created by compressed air, the right membrane 8 begins to move, displacing the pumped product from the right working chamber 10 and creates a resolution in the left working chamber 10 through the connecting rod 11 with the second membrane 8, into which the next portion of the pumped product enters.

Перемещение мембраны ограничивается полость 12 на соединительном стержне 11. The movement of the membrane is limited by the cavity 12 on the connecting rod 11.

На фиг. 3 (второй ряд) изображено начало поворота золотника 13 под действием сжатого воздуха, поступающего через отверстия 3, канал 6 в корпусе 1 и полость 12 соединительного стержня 11 до положения, в котором каналы 4 и перебрасывающие пазы 7 корпуса 1 перекрыты, при этом правая приводная камера 9 заполнена сжатым воздухом. In FIG. 3 (second row) shows the start of rotation of the spool 13 under the action of compressed air entering through the openings 3, the channel 6 in the housing 1 and the cavity 12 of the connecting rod 11 to a position in which the channels 4 and the transfer grooves 7 of the housing 1 are closed, while the right-hand drive The chamber 9 is filled with compressed air.

На фиг. 3 (третий вертикальный ряд) изображено продолжение поворота золотника 13, при котором камерные каналы 4 перекрыты, а пазы 7 корпуса 1 соединены пазом 16 золотника 13 и сжатый воздух из правой приводной камеры 9 перебрасывается в левую приводную камеру 9. In FIG. 3 (the third vertical row) shows the continuation of the rotation of the spool 13, in which the chamber channels 4 are closed, and the grooves 7 of the housing 1 are connected by a groove 16 of the spool 13 and compressed air from the right drive chamber 9 is transferred to the left drive chamber 9.

На фиг. 3 (четвертый вертикальный ряд) изображено дальнейшее продолжение поворота золотника 13 до положения, в котором каналы и пазы 7 корпуса перекрыты. In FIG. 3 (fourth vertical row) shows a further continuation of the rotation of the spool 13 to a position in which the channels and grooves 7 of the housing are closed.

На фиг. 3 (пятый вертикальный ряд) изображено положение золотника 13 в конце поворота на угол 90^o, при котором оставшийся в правой приводной камере 9 сжатый воздух сбрасывается через каналы 4, 5 корпуса 1 в атмосферу, а через входное отверстие 2, каналы 4 корпуса 1, пазы 15 золотника 13 поступает в левую приводную камеру 9, т.е. цикл повторяется.In FIG. 3 (fifth vertical row) shows the position of the spool 13 at the end of the rotation by an angle of 90 ^o , at which the compressed air remaining in the right drive chamber 9 is discharged through the channels 4, 5 of the housing 1 into the atmosphere, and through the inlet 2, the channels 4 of the housing 1, the grooves 15 of the spool 13 enters the left drive chamber 9, i.e. the cycle repeats.

Claims

A double-acting diaphragm pump containing a housing with inlet and outlet openings, two membranes installed in the housing to form drive and working chambers, and two spools, the first of which is formed by a connecting rod with supply channels, characterized in that the second spool is placed in its own seat socket with the possibility of rotation around its own axis and fixation at an angle of rotation of 90 ^o and has grooves at three levels.