RU161224U1

RU161224U1 - PERISTALTIC PUMP

Info

Publication number: RU161224U1
Application number: RU2015127674/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Игоревич Гришин; Анатолий Александрович Шейпак
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2016-04-10

Abstract

Перистальтический насос, содержащий неподвижный корпус, внутри которого располагаются выжимные устройства кинематически связанные с приводом и гибкая трубка с внутренним диаметром d и внешним диаметром D, соединяющая входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что во всасывающей части гибкой трубки перед первым выжимным устройством располагаются участки переменного поперечного сечения, выполненные в виде конфузоров, имеющие минимальный внутренний диаметр dи максимальный внутренний диаметр d, при этом средний внутренний диаметр этих участков переменного поперечного сечения должен быть равен внутреннему диаметру гибкой трубки d, а разница между максимальным и минимальным внутренними диаметрами участков переменного сечения, должна отвечать следующим условиям (D-d)/2>(d-d)≥0,ld, при этом шаг h участков переменного поперечного сечения, должен быть в пределах h=2,7÷11(d-d), а длина Lвсасывающей части гибкой трубки, выполненной в виде участков переменного поперечного сечения, не меньше длины сжимаемой части трубки Lи больше длины нагнетательной части трубки L.A peristaltic pump containing a fixed housing, inside of which squeeze devices are located kinematically connected to the drive and a flexible tube with an inner diameter d and an outer diameter D connecting the inlet and outlet nozzles, characterized in that in the suction part of the flexible tube before the first squeeze device there are sections of alternating cross section made in the form of confusers having a minimum inner diameter d and a maximum inner diameter d, while the average inner diameter is x of variable cross-section sections must be equal to the inner diameter of the flexible tube d, and the difference between the maximum and minimum internal diameters of variable-section sections must meet the following conditions (Dd) / 2> (dd) ≥0, ld, while the step h of the variable sections cross section must be within h = 2.7 ÷ 11 (dd), and the length L of the suction part of the flexible tube, made in the form of sections of variable cross section, is not less than the length of the compressible part of the tube L and greater than the length of the discharge part of the tube L.

Description

Область техники.The field of technology.

Полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использована в медицинской технике, химической промышленности, пищевой промышленности, лабораторном оборудовании для транспортировки и точной дозировки жидкостей и сред, загрязнение которых недопустимо.The utility model relates to power engineering and can be used in medical technology, chemical industry, food industry, laboratory equipment for transportation and accurate dosage of liquids and media, pollution of which is unacceptable.

Уровень техники.The level of technology.

Известна конструкция рабочей трубки перистальтического насоса, на рабочем участке которой с двух диаметрально противоположных сторон сформированы продольные складки, в которых стенки трубок плотно соединены друг с другом, что позволяет продлить срок службы устройства и снизить затраты электроэнергии при работе перистальтического насоса (см. патент РФ RU 2309294 C2, кл. F04B 43/12, 2006).A known design of the working tube of a peristaltic pump, in the working section of which longitudinal folds are formed on two diametrically opposite sides, in which the tube walls are tightly connected to each other, which allows to extend the life of the device and reduce energy costs during the work of the peristaltic pump (see RF patent RU 2309294 C2, CL F04B 43/12, 2006).

Известна также конструкция перистальтического насоса, в котором трубка по всему своему периметру выполнена с клиновидными утолщениями ее боковых стенок, которые обращены внутрь трубки, а боковые кромки выжимных элементов и неподвижного корпуса выполнены с закруглениями с возможностью прижатия ими стенок трубки к ее клиновидным утолщениям (см. патент РФ RU 2290536 C1, кл. F04B 43/12, 2005).A peristaltic pump design is also known, in which the tube along its entire perimeter is made with wedge-shaped thickenings of its side walls, which are turned inside the tube, and the lateral edges of the squeeze elements and the stationary body are rounded so that they can press the tube walls to its wedge-shaped thickenings (see RF patent RU 2290536 C1, CL F04B 43/12, 2005).

Известен перистальтический насос (прототип), содержащий неподвижный корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенные внутри корпуса ролики, C-образный держатель трубки и гибкую трубку с сегментами разной толщины и разного внутреннего диаметра такими, что внутренний диаметр нагнетательной части трубки меньше внутреннего диаметра всасывающей части трубки; внутренний диаметр C-образного держателя меньше внешнего диаметра всасывающей части трубки, что исключает смещение трубки в направлении движения роликов (см заявка US 20090053084 A1, кл. F04B 43/12, F16L 11/00,2009).A peristaltic pump (prototype) is known, comprising a fixed housing with suction and discharge nozzles, rollers placed inside the housing, a C-shaped tube holder and a flexible tube with segments of different thicknesses and different inner diameters such that the inner diameter of the discharge part of the tube is smaller than the inner diameter of the suction part tubes; the inner diameter of the C-shaped holder is smaller than the outer diameter of the suction part of the tube, which eliminates the tube displacement in the direction of movement of the rollers (see application US 20090053084 A1, CL F04B 43/12, F16L 11 / 00,2009).

Недостатком известных конструкций является возможность возникновения значительных утечек при неполном перекрытии просвета трубки и, как следствие, снижение подачи насоса.A disadvantage of the known designs is the possibility of significant leaks with incomplete overlap of the lumen of the tube and, as a result, a decrease in the pump flow.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание гибкой трубки перистальтического насоса, способствующей снижению утечек в нем и повышению подачи.The objective of the proposed utility model is to create a flexible tube of a peristaltic pump, which helps to reduce leaks in it and increase the flow.

Техническим решением, на которое направлена данная полезная модель, является повышение подачи перистальтического насоса без увеличения потребляемой мощности. Это достигается тем, что во всасывающей части гибкой трубки перед первым выжимным устройством располагаются участки переменного поперечного сечения, выполненные в виде конфузоров по направлению нагнетания жидкости, и которые имеют минимальный внутренний диаметр d₁ и максимальный внутренний диаметр d₂. При этом средний внутренний диаметр этих участков переменного поперечного сечения должен быть равен внутреннему диаметру гибкой трубки d, а разница между максимальным и минимальным внутренними диаметрами участков переменного сечения должна отвечать следующим условиям (D-d)/2>(d₂-d₁)≥0,1d. При этом шаг h участков переменного поперечного сечения, должен быть в пределах h=2,7÷11(d₂-d₁), а длина L₁ всасывающей части гибкой трубки, выполненной в виде участков переменного поперечного сечения, не меньше длины сжимаемой части трубки L₃ и больше длины нагнетательной части трубки L₂.The technical solution to which this utility model is directed is to increase the flow rate of the peristaltic pump without increasing the power consumption. This is achieved by the fact that in the suction part of the flexible tube in front of the first squeezing device there are sections of variable cross section, made in the form of confusers in the direction of fluid injection, and which have a minimum internal diameter d ₁ and maximum internal diameter d ₂ . In this case, the average inner diameter of these sections of variable cross-section must be equal to the inner diameter of the flexible tube d, and the difference between the maximum and minimum internal diameters of sections of variable cross-section must meet the following conditions (Dd) / 2> (d ₂ -d ₁ ) ≥0, 1d. The step h of the sections of variable cross-section should be within h = 2.7 ÷ 11 (d ₂ -d ₁ ), and the length L _{1 of the} suction part of the flexible tube, made in the form of sections of variable cross-section, not less than the length of the compressible part tube L ₃ and more than the length of the discharge part of the tube L ₂ .

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый перистальтический насос.In FIG. 1 schematically shows the proposed peristaltic pump.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Перистальтический насос содержит гибкую трубку 1 с внутренним диаметром d и внешним диаметром D, линейно размещенную внутри неподвижного корпуса 2 и соединяющую входной патрубок насоса 3 и выходной патрубок 4. Внутри неподвижного корпуса 2 находятся выжимные устройства: первое выжимное устройство 5, второе выжимное устройство 6 и третье выжимное устройство 7. Выжимные устройства кинематически связаны с приводом (не показан). В качестве выжимных устройств могут использоваться пьезоэлектрические кристаллы или толкатели, приводимые в движение электромагнитами. Всасывающая часть гибкой трубки 1, перед первым выжимным устройством 5, представляет собой участки переменного поперечного сечения 8, которые выполнены в виде конфузоров с минимальным внутренним диаметром d₁ и с максимальным внутренним диаметром d₂. При этом средний внутренний диаметр участков переменного поперечного сечения 8 должен быть равен внутреннему диаметру гибкой трубки d:The peristaltic pump contains a flexible tube 1 with an inner diameter d and an outer diameter D, linearly located inside the stationary housing 2 and connecting the inlet pipe of the pump 3 and the output pipe 4. Inside the stationary housing 2 there are release devices: the first release device 5, the second release device 6 and third release device 7. Release devices are kinematically coupled to a drive (not shown). As squeezing devices, piezoelectric crystals or pushers driven by electromagnets can be used. The suction part of the flexible tube 1, in front of the first squeezing device 5, represents sections of variable cross section 8, which are made in the form of confusers with a minimum inner diameter d ₁ and with a maximum inner diameter d ₂ . In this case, the average inner diameter of the sections of variable cross section 8 should be equal to the inner diameter of the flexible tube d:

(d₁+d₂)/2=d.(d ₁ + d ₂ ) / 2 = d.

Разница максимального внутреннего диаметра d₂ и минимального внутреннего диаметра d₁ участков переменного поперечного сечения 8, выполненных в виде конфузоров, должна составлять не меньше, чем 0,1d, то есть (d₂-d₁)≥0,1d, так как при меньших значениях разницы диаметров (d₂-d₁) влияние участков переменного поперечного сечения 8 на подачу перистальтического насоса будет незначительным. Максимальная разница внутренних диаметров участков поперечного сечении 8 (d₂-d₁) ограничена толщиной стенок гибкой трубки 1 и должна быть не больше, чем (D-d)/2. Шаг h участков переменного поперечного сечения 8, выполненных в виде конфузоров, лежит в пределах h=2,7÷11(d₂-d₁), так как при таком шаге нагнетательная часть трубки с участками переменного сечения будет иметь наименьшее гидравлическое сопротивление при течении жидкости в направлении нагнетания. Для увеличения влияния выполненных в виде конфузоров участков переменного сечения 8 на подачу рабочей жидкости перистальтического насоса длина L₁ всасывающей части гибкой трубки 1, выполненной с участками переменного поперечного сечения 8, должна быть не меньше длины сжимаемой части трубки L₃ и больше длины нагнетательной части трубки L₂ так, что L₁≥2L₂ и L₁≥L₃. Максимальное значение длины L₁ всасывающей части гибкой трубки 1 ограничивается размерами насоса.The difference between the maximum internal diameter d ₂ and the minimum internal diameter d ₁ of variable cross-section sections 8 made in the form of confusers should be no less than 0.1d, i.e. (d ₂ -d ₁ ) ≥0.1d, since when smaller values of the difference in diameters (d ₂ -d ₁ ) the effect of sections of variable cross section 8 on the flow of the peristaltic pump will be negligible. The maximum difference in the internal diameters of the sections of the cross section 8 (d ₂ -d ₁ ) is limited by the wall thickness of the flexible tube 1 and should not be more than (Dd) / 2. The step h of the sections of variable cross section 8, made in the form of confusers, lies in the range h = 2.7 ÷ 11 (d ₂ -d ₁ ), since with this step the injection part of the tube with sections of variable section will have the least hydraulic resistance during flow fluid in the discharge direction. To increase the effect of sections of variable cross section 8 made in the form of confusers on the supply of the working fluid of the peristaltic pump, the length L _{1 of the} suction part of the flexible tube 1, made with sections of variable cross section 8, must be not less than the length of the compressible part of the tube L ₃ and more than the length of the discharge part of the tube L ₂ so that L ₁ ≥2L ₂ and L ₁ ≥L ₃ . The maximum length L _{1 of the} suction part of the flexible tube 1 is limited by the size of the pump.

Перистальтический насос работает следующим образом. Первое выжимное устройство 5 сжимает гибкую трубку 1 и вытесняет перекачиваемую рабочую жидкость, как к входному патрубку 3, так и выходному патрубку 4 перистальтического насоса. Затем гибкую трубку 1 сжимает второе выжимное устройство 6 и проталкивает рабочую жидкость вперед, после чего первое выжимное устройство 5 возвращается в исходное положение. За счет образовавшегося разрежения рабочая жидкость заполняет собой образовавшуюся полость. Аналогично, второе выжимное устройство 6 возвращается в исходное положение после сжатия гибкой трубки 1 третьим выжимным устройством 7. Затем третье выжимное устройство 7 возвращается в исходное положение. Через некоторый промежуток времени вышеописанный цикл повторяется. За счет того, что всасывающая часть гибкой трубки 1, представляет собой участки переменного поперечного сечения 8, которые выполнены в виде конфузоров, при течении жидкости в направлении нагнетания от входного патрубка 3 к выходному патрубку 4 имеют место местные гидравлические потери, соответствующие конфузорам и внезапным расширениям. При обратном течении рабочей жидкости имеют место местные гидравлические потери, соответствующие диффузорам и внезапным сужениям. Таким образом, гидравлическое сопротивление всасывающей части гибкой трубки, представляющей собой участки переменного поперечного сечения 8, при обратном течении жидкости больше, чем при течении в направлении нагнетания. За счет этого при наличии участков переменного поперечного сечения 8 во время сжатия гибкой трубки 1 первым выжимным устройством 5 в сторону выходного патрубка 4 вытесняется больший объем, чем при отсутствии таких участков переменного поперечного сечения, вследствие чего подача перистальтического насоса увеличивается без дополнительных затрат электроэнергии.The peristaltic pump operates as follows. The first squeezing device 5 compresses the flexible tube 1 and displaces the pumped working fluid, both to the inlet pipe 3 and the outlet pipe 4 of the peristaltic pump. Then the flexible tube 1 compresses the second squeezing device 6 and pushes the working fluid forward, after which the first squeezing device 5 returns to its original position. Due to the vacuum formed, the working fluid fills the cavity formed by itself. Similarly, the second release device 6 returns to its original position after compression of the flexible tube 1 by the third release device 7. Then, the third release device 7 returns to its original position. After a certain period of time, the above cycle is repeated. Due to the fact that the suction part of the flexible tube 1, is sections of variable cross section 8, which are made in the form of confusers, when the fluid flows in the discharge direction from the inlet pipe 3 to the outlet pipe 4 local hydraulic losses occur, corresponding to confusers and sudden expansions . In the reverse flow of the working fluid, local hydraulic losses occur, corresponding to diffusers and sudden constrictions. Thus, the hydraulic resistance of the suction part of the flexible tube, which is sections of variable cross section 8, with a reverse fluid flow is greater than with a flow in the discharge direction. Due to this, in the presence of sections of variable cross section 8 during compression of the flexible tube 1 by the first squeezing device 5, a larger volume is displaced towards the outlet pipe 4 than in the absence of such sections of variable cross section, as a result of which the supply of the peristaltic pump increases without additional energy costs.

Claims

A peristaltic pump containing a stationary housing, inside of which there are squeezing devices kinematically connected with the drive and a flexible tube with an inner diameter d and an outer diameter D connecting the inlet and outlet nozzles, characterized in that in the suction part of the flexible tube in front of the first squeeze device there are sections of variable cross sections made in the form of confusers having a minimum inner diameter d ₁ and a maximum inner diameter d ₂ , while the average inner diameter of these sections of variable cross-section should be equal to the inner diameter of the flexible tube d, and the difference between the maximum and minimum internal diameters of sections of variable cross-section must meet the following conditions (Dd) / 2> (d ₂ -d ₁ ) ≥0, ld, while the step h of sections of variable cross section must be within h = 2.7 ÷ 11 (d ₂ -d ₁ ), and the length L _{1 of the} suction part of the flexible tube, made in the form of sections of variable cross section, is not less than the length of the compressible part of the tube L ₃ or more of the length of the discharge part of the tube L ₂ .