RU197740U1

RU197740U1 - Diaphragm pump head

Info

Publication number: RU197740U1
Application number: RU2020110756U
Authority: RU
Inventors: Константин Владимирович Филюрин; Евгений Павлович Носов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод дозировочной техники "Ареопаг"
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-05-25

Abstract

Заявлена насосная головка мембранного насоса, в которой обеспечивается повышение надежности работы и упрощение его сборки и эксплуатации.Насосная головка мембранного насоса содержит составной корпус (1), включающий первую часть (11) с проточной камерой (12) и вторую часть (13) с приводной камерой (14) и плунжером (2), две мембраны (3), закрепленные между указанными частями корпуса с возможностью образования между ними межмембранного пространства (31), заполняемого приводной жидкостью. Первая мембрана (3) ограничивает проточную камеру (12) в первой части (11) корпуса, а вторая мембрана (3) ограничивает приводную камеру (14) во второй части (13) корпуса, первое средство доступа в межмембранное пространство (31) и второе средство доступа в межмембранное пространство (31). При этом между мембранами (3), в месте их крепления к частям корпуса, установлено металлическое кольцо (6) треугольного сечения (61) с вершиной (62) на внутренней окружности (63) кольца (6), при этом каждая мембрана (3) выполнена с ободком (32), повторяющим наклонную форму металлического кольца.1 ил.The declared pump head of the diaphragm pump, which provides increased reliability and simplification of its assembly and operation. The pump head of the diaphragm pump contains a composite housing (1), including the first part (11) with a flow chamber (12) and the second part (13) with a drive a chamber (14) and a plunger (2), two membranes (3) fixed between the indicated parts of the housing with the possibility of the formation of an intermembrane space (31) between them, filled with a drive fluid. The first membrane (3) limits the flow chamber (12) in the first housing part (11), and the second membrane (3) limits the drive chamber (14) in the second housing part (13), the first means of access to the intermembrane space (31) and the second means of access to the intermembrane space (31). Moreover, between the membranes (3), in the place of their attachment to the parts of the body, a metal ring (6) of triangular section (61) with a vertex (62) on the inner circumference (63) of the ring (6) is installed, with each membrane (3) made with a rim (32), repeating the inclined shape of the metal ring. 1 ill.

Description

Заявленная полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована для дозированной подачи текучих сред в различных отраслях промышленности. В частности, предлагаемая полезная модель относится к конструкции насосной головки мембранного насоса с гидравлическим приводом мембраны.The claimed utility model relates to the field of pump engineering and can be used for dosed supply of fluids in various industries. In particular, the proposed utility model relates to the design of the pump head of a diaphragm pump with a hydraulic drive of the membrane.

С целью повышения надежности работы мембранных насосов используют двойную мембрану (две мембраны) с системой сигнализации о разрыве одной из мембран или обеих мембран (мембранный насос АРМ2-18-01-000-01, производства ООО “ЗДТ “Ареопаг”; RudolfPrager. Verdrangerpumpen/RudolfPrager., Faragallah, Oszillierende 1999., стр. 114.).In order to increase the reliability of membrane pumps, a double membrane (two membranes) is used with an alarm system for rupture of one of the membranes or both membranes (membrane pump ARM2-18-01-000-01, manufactured by ZDT Areopag LLC; RudolfPrager. Verdrangerpumpen / RudolfPrager., Faragallah, Oszillierende 1999., p. 114.).

Известна, принятая за ближайший аналог, конструкция насосной головки мембранного насоса марки АРМ2-18-01-000-01 производства ООО “ЗДТ “Ареопаг”. Насосная головка содержит составной корпус, включающий соединяемые между собой первую часть с проточной камерой и вторую часть с приводной камерой и плунжером. Между указанными частями корпуса закреплены две мембраны с возможностью образования между ними межмембранного пространства, заполняемого приводной жидкостью с целью создания гидравлической связи между мембранами в процессе работы насоса. Первая мембрана является стенкой проточной камеры, образованной в полости первой части корпуса. В первой части корпуса выполнены два канала, соединяющие проточную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами, соответственно. Known for the closest analogue is the design of the pump head of a membrane pump of the ARM2-18-01-000-01 brand manufactured by ZDT Areopag LLC. The pump head contains a composite housing including a first part connected to each other with a flow chamber and a second part with a drive chamber and a plunger. Two membranes are fixed between the indicated parts of the casing with the possibility of the formation of an intermembrane space between them, filled with the drive fluid in order to create a hydraulic connection between the membranes during the operation of the pump. The first membrane is the wall of the flow chamber formed in the cavity of the first part of the housing. In the first part of the housing there are two channels connecting the flow chamber with the suction and discharge valves, respectively.

Вторая мембрана является стенкой приводной камеры, образованной в полости второй части корпуса. The second membrane is the wall of the drive chamber formed in the cavity of the second part of the housing.

Между мембранами установлена вставка в виде диска с лучевыми пазами. An insert in the form of a disk with radiation grooves is installed between the membranes.

Насосная головка снабжена средством для заполнения межмембранного пространства приводной жидкостью и средством для отвода воздуха из межмембранного пространства. Средство для заполнения межмембранного пространства приводной жидкостью включает канал, выполненный в первой части корпуса с возможностью соединения с внешним источником приводной жидкости, которой заполняют межмембранное пространство, и отверстие в первой мембране, соединяемое с указанным каналом. The pump head is provided with means for filling the intermembrane space with a drive fluid and means for venting air from the intermembrane space. The means for filling the intermembrane space with the driving fluid includes a channel made in the first part of the housing with the possibility of connecting to an external source of driving fluid, which fills the intermembrane space, and an opening in the first membrane connected to the specified channel.

Средство для отвода воздуха из межмембранного пространства включает канал, выполненный в первой части корпуса с возможностью соединения с устройством сигнализации о разрыве мембраны, и отверстие в первой мембране, соединяемое с указанным каналом.The means for venting air from the intermembrane space includes a channel made in the first part of the housing with the possibility of connection with a device for signaling rupture of the membrane, and an opening in the first membrane connected to the specified channel.

В случае разрыва одной (или обеих) мембран, жидкость (перекачиваемая, из проточной части и/или приводная из приводной камеры, соответственно) под давлением устремляется в пространство между мембранами и по лучевым пазам вставки подается в отверстие в мембране и канал в первой части корпуса на устройство сигнализации о разрыве мембраны (например, на датчик давления).In the event of rupture of one (or both) membranes, liquid (pumped from the flow part and / or drive from the drive chamber, respectively) under pressure rushes into the space between the membranes and is fed through the beam grooves of the insert into the hole in the membrane and the channel in the first part of the housing to a diaphragm rupture alarm device (for example, to a pressure sensor).

Для обеспечения надежной работы описанной насосной головки мембранного насоса требуется удаление воздуха из межмембранного пространства, который скапливается там в процессе сборки головки. Однако удалить полностью воздух из лучевых пазов в силу их геометрии достаточно сложно. В результате, воздух в межмембранном пространстве может приводить к разделению всего пакета мембран на такте всасывания насоса, что негативно сказывается на рабочих характеристиках насоса и надежности его работы, а именно возможно уменьшение номинальной подачи насоса и его рабочего давления.To ensure reliable operation of the described pump head of the diaphragm pump, it is necessary to remove air from the intermembrane space, which accumulates there during the assembly of the head. However, to completely remove air from the radial grooves due to their geometry is quite difficult. As a result, the air in the intermembrane space can lead to the separation of the entire package of membranes at the pump suction stroke, which negatively affects the pump’s performance and reliability, namely, it is possible to reduce the nominal pump flow and its working pressure.

В основу настоящей полезной модели положена задача повышения надежности работы насоса и упрощение его сборки и эксплуатации.The basis of this utility model is the task of increasing the reliability of the pump and simplifying its assembly and operation.

Поставленная задача решается тем, что в насосной головке мембранного насоса, содержащей составной корпус, включающий первую часть с проточной камерой и вторую часть с приводной камерой и плунжером, две мембраны, закрепленные между указанными частями корпуса с возможностью образования между ними межмембранного пространства, заполняемого приводной жидкостью, при этом первая мембрана ограничивает проточную камеру в первой части корпуса, а вторая мембрана ограничивает приводную камеру во второй части корпуса, первое средство доступа в межмембранное пространство и второе средство доступа в межмембранное пространство, согласно предлагаемой полезной модели, между мембранами, в месте их крепления к частям корпуса, установлено металлическое кольцо треугольного сечения с вершиной на внутренней окружности кольца, при этом каждая мембрана выполнена с ободком, повторяющим наклонную форму металлического кольца.The problem is solved in that in the pump head of a diaphragm pump containing a composite housing, comprising a first part with a flow chamber and a second part with a drive chamber and a plunger, two membranes fixed between the indicated parts of the housing with the possibility of the formation of an intermembrane space between them filled with the drive fluid wherein the first membrane restricts the flow chamber in the first part of the housing, and the second membrane limits the drive chamber in the second part of the housing, the first means of access to the intermembrane space and the second means of access to the intermembrane space, according to the proposed utility model, between the membranes, in the place of their attachment to the parts of the body, a metal ring of triangular section with a vertex on the inner circumference of the ring is installed, while each membrane is made with a rim repeating the inclined shape of the metal ring.

Наличие между мембранами, в месте их соединения с корпусом насоса, металлического кольца треугольного сечения, обеспечивает создание между мембранами пространства для приводной жидкости, обеспечивающей гидравлическую связь между мембранами. При этом промежуточный элемент, кольцо, установленное между мембранами только в месте их крепления к корпусу, не создает препятствий для гидравлической связи мембран между собой и между проточной и приводной камерами, что повышает надежность работы наоса.The presence between the membranes, at the place of their connection with the pump casing, of a metal ring of triangular cross-section, ensures the creation of space between the membranes for the drive fluid, providing hydraulic connection between the membranes. In this case, the intermediate element, the ring installed between the membranes only in the place of their attachment to the body, does not create obstacles for the hydraulic connection of the membranes between themselves and between the flow and drive chambers, which increases the reliability of the pump.

Благодаря тому, что между мембранами в рабочей области, между проточной камерой и приводной камерой, отсутствуют промежуточные механические элементы, обеспечивается хорошее вытеснение воздуха из межмембранного пространства при заполнении его жидкостью, что упрощает сборку и эксплуатацию насоса. При этом требуется меньшее давление заправки пространства между мембранами и улучшается качество его заправки из-за отсутствия множества лучевых пазов, заполненных воздухом.Due to the fact that there are no intermediate mechanical elements between the membranes in the working area, between the flow chamber and the drive chamber, the air is well displaced from the intermembrane space when filling it with liquid, which simplifies the assembly and operation of the pump. At the same time, less pressure is needed to fill the space between the membranes and the quality of its filling is improved due to the absence of many radiation grooves filled with air.

Кроме того, отсутствие промежуточных элементов между мембранами в рабочей области снижает общую толщину комплекта из двух мембран, благодаря чему требуется меньшее давление для сдвига мембран от нейтрального положения, что положительно сказывается на всасывающей способности насоса.In addition, the absence of intermediate elements between the membranes in the working area reduces the total thickness of the set of two membranes, which requires less pressure to shift the membranes from the neutral position, which positively affects the suction capacity of the pump.

В дальнейшем предполагаемая полезная модель будет более подробно раскрыта на конкретных примерах ее выполнения со ссылками на чертежи, на которых изображены:In the future, the proposed utility model will be disclosed in more detail on specific examples of its implementation with reference to the drawings, which depict:

Фиг. 1 - общий вид насосной головки, продольный разрез;FIG. 1 is a General view of the pump head, a longitudinal section;

Фиг. 2 - мембраны со вставкой.FIG. 2 - membranes with an insert.

Насосная головка содержит составной корпус 1, включающий соединяемые между собой первую часть 11 с проточной камерой 12 и вторую часть 13 с приводной камерой 14 и плунжером 2. Между указанными частями 11 и 13 корпуса 1 закреплены две мембраны 3 с возможностью образования между ними межмембранного пространства 31, заполняемого приводной жидкостью (например, маслом) с целью создания гидравлической связи между мембранами 3. The pump head contains a composite housing 1, including the first part 11 connected to each other with the flow chamber 12 and the second part 13 with the drive chamber 14 and the plunger 2. Two membranes 3 are fixed between the indicated parts 11 and 13 of the housing 1 with the possibility of the formation of an intermembrane space 31 between them filled with a drive fluid (e.g. oil) to create a hydraulic connection between the membranes 3.

Первая мембрана 3 является стенкой проточной камеры 12, образованной в полости первой части 11 корпуса 1. В первой части 11 корпуса 1 выполнены два канала 15, соединяющие проточную камеру 12 со всасывающим и нагнетательным клапанами 4 и 5, соответственно. The first membrane 3 is the wall of the flow chamber 12 formed in the cavity of the first part 11 of the housing 1. In the first part 11 of the housing 1 there are two channels 15 connecting the flow chamber 12 with the suction and discharge valves 4 and 5, respectively.

Вторая мембрана 3 является стенкой приводной камеры 14 , образованной в полости второй части 13 корпуса 1. Между мембранами 3, в месте их крепления к частям 11 и 13 корпуса 1, установлено металлическое кольцо 6 треугольного сечения 61 с вершиной 62 (Фиг.2) на внутренней окружности 63 кольца 6. Каждая мембрана 3 выполнена с ободком 32, повторяющим наклонную форму металлического кольца и имеет форму "тарелки". Мембраны 3 выпуклыми сторонами 33 обращены друг к другу. The second membrane 3 is the wall of the drive chamber 14 formed in the cavity of the second part 13 of the housing 1. Between the membranes 3, in the place of their attachment to the parts 11 and 13 of the housing 1, a metal ring 6 of triangular section 61 with apex 62 (Figure 2) is installed on the inner circle 63 of the ring 6. Each membrane 3 is made with a rim 32, repeating the inclined shape of the metal ring and has the shape of a "plate". Membranes 3 with convex sides 33 face each other.

Возможно выполнение, по крайней мере, одной мембраны с неровностями (гофры или выпуклости и вогнутости иной формы) на внешней поверхности, обращенной к противоположной мембране. Такое выполнение мембран уменьшает вероятность придавливания мембран друг к другу на такте нагнетания при разрыве одной или обеих мембран 3.It is possible to perform at least one membrane with irregularities (corrugation or convexity and concavity of a different shape) on the outer surface facing the opposite membrane. This embodiment of the membranes reduces the likelihood of pressing the membranes against each other at the injection stroke when one or both membranes 3 breaks.

Насосная головка снабжена первым средством доступа в межмембранное пространство, а именно средством для заполнения межмембранного пространства 31 (Фиг. 1) приводной жидкостью. Также насосная головка снабжена вторым средством доступа в межмембранное пространство, которое в процессе сборки насоса служит средством для отвода воздуха из межмембранного пространства 31. Первое средство доступа в межмембранное пространство 31, служащее, в основном для заполнения межмембранного пространства приводной жидкостью, включает канал 64, выполненный в кольце 6. При этом указанный канал 64 выполнен с внешней стороны кольца 6 с возможностью соединения с внешним источником жидкости для заправки межмембранного пространства (не показано), например, в виде выступающего за внешний диаметр кольца 6 патрубка. The pump head is provided with first means of access to the intermembrane space, namely, means for filling the intermembrane space 31 (Fig. 1) with a drive fluid. The pump head is also equipped with a second means of access to the intermembrane space, which during the assembly of the pump serves as a means for venting air from the intermembrane space 31. The first means of access to the intermembrane space 31, which serves mainly to fill the intermembrane space with a drive fluid, includes a channel 64 made in the ring 6. Moreover, the specified channel 64 is made on the outer side of the ring 6 with the possibility of connection with an external source of liquid for filling the intermembrane space (not shown), for example, in the form of a pipe protruding beyond the outer diameter of the ring 6.

С противоположной стороны канал 64 имеет выход 65 в межмембранное пространство насосной головки. В канале 64, в преимущественном варианте установлен игольчатый клапан (не показан).On the opposite side, channel 64 has an outlet 65 into the intermembrane space of the pump head. In channel 64, a needle valve (not shown) is preferably provided.

Второе средство доступа в межмембранное пространство 31 содержит канал 66, выполненный в кольце 6. Указанный канал 66 выполнен с внешней стороны кольца 6 с возможностью соединения с внешним устройством сигнализации о разрыве мембраны (не показано), например, в виде выступающего за внешний диаметр кольца 6 патрубка. С противоположной стороны канал 66 имеет выход 67 в межмембранное пространство 31 (Фиг.1) насосной головки. В канале 66, в преимущественном варианте, установлен обратный клапан (не показан).The second means of access to the intermembrane space 31 contains a channel 66 made in the ring 6. The specified channel 66 is made on the outer side of the ring 6 with the possibility of connection with an external device for signaling rupture of the membrane (not shown), for example, in the form of a protruding ring outside the outer diameter 6 branch pipe. On the opposite side, channel 66 has an outlet 67 into the intermembrane space 31 (Fig. 1) of the pump head. Preferably, a check valve (not shown) is installed in channel 66.

Указанный канал 66 выполнен, преимущественно, диаметрально напротив канала 64.The specified channel 66 is made mainly diametrically opposite the channel 64.

В процессе сборки насосной головки мембранного насоса, полость приводной камеры 14 между второй (правой) мембраной 3 и плунжером 2 заполняют приводным маслом. Также, через канал 64 мембранное пространство 31 заполняют приводным маслом, выдавливая при этом присутствующий там воздух через канал 66, снабженный обратным клапаном. Канал 64 после сборки наоса перекрывается игольчатым клапаном. При работе насоса излишки масла вместе с воздухом удаляются давлением в насосе через канал 66 (через обратный клапан). During the assembly of the pump head of the diaphragm pump, the cavity of the drive chamber 14 between the second (right) membrane 3 and the plunger 2 is filled with drive oil. Also, through channel 64, the membrane space 31 is filled with drive oil, while squeezing out the air there through channel 66 provided with a check valve. Channel 64 after assembly of the pump is blocked by a needle valve. When the pump is running, excess oil and air are removed by pressure in the pump through channel 66 (via a non-return valve).

Благодаря тому, что между мембранами 3 в рабочей области, между проточной камерой 12 и приводной камерой 14, отсутствуют промежуточные механические элементы, обеспечивается хорошее вытеснение воздуха из межмембранного пространства при заполнении его приводной жидкостью, что упрощает сборку насоса. При этом требуется меньшее давление заправки пространства между мембранами и улучшается качество его заправки из-за отсутствия множества лучевых пазов, заполненных воздухом.Due to the fact that there are no intermediate mechanical elements between the membranes 3 in the working area, between the flow chamber 12 and the drive chamber 14, a good displacement of air from the intermembrane space is ensured when filling it with drive fluid, which simplifies the assembly of the pump. At the same time, less pressure is needed to fill the space between the membranes and the quality of its filling is improved due to the absence of many radiation grooves filled with air.

Кроме того, отсутствие промежуточных элементов между мембранами 3 в рабочей области снижает общую толщину комплекта из двух мембран 3, благодаря чему требуется меньшее давление для сдвига мембран 3 от нейтрального положения, что положительно сказывается на всасывающей способности насоса.In addition, the absence of intermediate elements between the membranes 3 in the working area reduces the total thickness of the set of two membranes 3, which requires less pressure to shift the membranes 3 from the neutral position, which positively affects the suction capacity of the pump.

Работа насоса мембранного типа в его насосной головке осуществляется следующим образом.The operation of the membrane type pump in its pump head is as follows.

В собранном виде мембранного насоса полость приводной камеры 14 между второй (правой) мембраной 3 и плунжером 2 заполнена приводным маслом. Первая (левая) и вторая (правая) мембраны 3 скреплены между собой за счет тонкой масляной пленки в межмембранном пространстве 31(заправка межмембранного пространства).
Плунжер 2 совершает возвратно-поступательные движения, с помощью специального механизма (не показан). Обе мембраны 3, за счет гидравлической связи с плунжером 2, а также за счет гидравлической связи между собой, также совершают возвратно-поступательные движения, вызывающие перекачивание жидкости через проточную камеру 12 через клапаны всасывания и нагнетания. In the assembled form of the membrane pump, the cavity of the drive chamber 14 between the second (right) membrane 3 and the plunger 2 is filled with drive oil. The first (left) and second (right) membranes 3 are bonded to each other due to a thin oil film in the intermembrane space 31 (filling the intermembrane space).
Plunger 2 makes a reciprocating motion using a special mechanism (not shown). Both membranes 3, due to the hydraulic connection with the plunger 2, as well as due to the hydraulic connection between each other, also perform reciprocating movements that cause pumping of the liquid through the flow chamber 12 through the suction and discharge valves.

В случае разрыва одной из мембран 3, жидкость (перекачиваемая, если разрыв произошел со стороны проточной части и/или приводная, если разрыв произошел со стороны приводной камеры) в ходе чередования тактов всасывания и нагнетания, через какое-то время, под давлением попадает в межмембранное пространство 31 между мембранами 3 и через выход 67 канала 66 подается на устройство сигнализации о разрыве мембран.In the event of a rupture of one of the membranes 3, the liquid (pumped if the rupture occurred on the side of the flow part and / or the drive, if the rupture occurred on the side of the drive chamber) during alternation of the suction and discharge cycles, after some time, under pressure the intermembrane space 31 between the membranes 3 and through the output 67 of the channel 66 is supplied to the membrane rupture alarm device.

Благодаря тому, что кольцо 6, обеспечивающее благодаря своей форме, создание межмембранного пространства 31, установлено между мембранами 3 только в месте их крепления к корпусу 1, не создается препятствий для гидравлической связи мембран между собой и между проточной и приводной камерами 12 и 14, соответственно.Due to the fact that the ring 6, which ensures, due to its shape, the creation of the intermembrane space 31, is installed between the membranes 3 only at the place of their attachment to the housing 1, there are no obstacles for the hydraulic connection of the membranes with each other and between the flow and drive chambers 12 and 14, respectively .

Claims

1. The pump head of the diaphragm pump, comprising a composite housing comprising a first part with a flow chamber and a second part with a drive chamber and a plunger, two membranes fixed between these parts of the housing with the possibility of the formation of an intermembrane space between them, filled with the drive fluid, while the first membrane limits the flow chamber in the first part of the housing, and the second membrane limits the drive chamber in the second part of the housing, the first means of access to the intermembrane space and the second means of access to the intermembrane space, characterized in that between the membranes, in the place of their attachment to the parts of the housing, a metal a ring of triangular section with a vertex on the inner circumference of the ring, with each membrane being made with a rim that repeats the inclined shape of the metal ring.

2. The device according to p. 1, characterized in that the first and second means of access to the intermembrane space each is made in the form of a through channel in the specified metal ring.