RU2014493C1

RU2014493C1 - Pneumatically-operated double-acting diaphragm pump

Info

Publication number: RU2014493C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Бурдюгов; Ю.В. Обвинцев; Н.Л. Поломских
Original assignee: Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: double-acting diaphragm pump has housing with passages, inlet and outlet holes, two diaphragms connected by means of rod which divide diaphragm chambers into drive and pressure supply chambers and cylindrical bush with holes. Spool valve gear is made in form of guide axle with circular bores and longitudinal passages; mounted on side of end surfaces of cylindrical bush where circular bores are formed are circular bushes which have chambers and holes; circular bushes form locking chambers together with end surfaces of circular bores of the guide axle. With the guide axle in the extreme positions, pressure supply chambers are brought in communication in turn through circular bores and holes in cylindrical bush and circular bores in guide axle with inlet and outlet holes of housing and locking chambers are brought in communication with outlet holes of housing through holes in cylindrical bush. EFFECT: enhanced reliability. 2 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 известен мембранный насос, содержащий две мембраны, корпус, первый и второй золотники, узлы стопорения (патент США N 2679200). Недостатком которого является то, что для второго золотника требуется стопорение под нагрузкой, при которой второй золотник каждый раз находится в крайних положениях. Такое стопорение представляет собой подверженную износу деталь, что влияет на продолжительность эксплуатации насоса. Существенность недостатка этого насоса, присущего и другим подобным известным насосом (см. патент ФРГ N 1138637) состоит в том, что при зажиме или нагрузке листовых подвесов возникает волнообразное снижение работы насоса. From the patent and technical literature known membrane pump containing two membranes, a housing, a first and second spools, locking units (US patent N 2679200). The disadvantage of which is that for the second spool, locking under load is required, in which the second spool is in extreme positions each time. This locking is a part subject to wear, which affects the duration of the pump. The material disadvantage of this pump, which is inherent in other similar known pumps (see German patent N 1138637), is that when clamping or loading leaf suspensions, a wave-like decrease in pump operation occurs.

Эти недостатки присущи конструкциям по патентам ФРГ N 875179, 697943, 275969. These disadvantages are inherent in the designs of the Federal Republic of Germany patents N 875179, 697943, 275969.

Указанные недостатки устранены в мембранном насосе двойного действия, содержащем корпус с входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные соединительным стержнем, золотниковое устройство в виде первого подвижного распределительного золотника с запорными механизмами, второго подвижного золотника 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, которое после достижения максимума снова уменьшаются до нуля. These drawbacks are eliminated in a double-acting diaphragm pump containing a housing with inlet and outlet openings, two membranes connected by a connecting rod, a spool device in the form of a first movable distribution spool with locking mechanisms, a second movable spool with inlet channels, while the inlet channels of the second spool and the locking elements of the first spool are located so that when the counter (opposite) movement between the first and second spool is released those channels with a large cross section, which, after reaching a maximum, again decreases to zero.

Данный насос имеет следующие недостатки:
1) 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 уменьшается сила трения, влияющая на продолжительность работы механизма переключения и насоса, так как при уменьшении силы трения первый золотник будет сдвигаться под действием давления воздуха, и ход мембраны будет неполным;
2) переключение подачи воздуха обеспечивается двумя золотниками, имеющими два подвижных элемента, перемещающихся друг по другу и в цилиндрической втулке, что требует высокой точности изготовления и может приводить к заклиниванию, а также приводит к износу. Наличие двух подвижных элементов требуют также введение дополнительных уплотнений.This pump has the following disadvantages:
1) 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 the pump, is reduced, since with a decrease in the friction force the first spool will move under the influence of air pressure, and the course of the membrane will be incomplete;
2) the air supply is switched by two spools having two movable elements moving along each other and in a cylindrical sleeve, which requires high precision manufacturing and can lead to jamming and also leads to wear. The presence of two movable elements also require the introduction of additional seals.

Целью изобретения является устранение этих недостатков, а именно повышение надежности и эксплуатационных характеристик. The aim of the invention is to eliminate these disadvantages, namely improving reliability and performance.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции мембранного насоса двойного действия, содержащем корпус с каналами, входными и выходными отверстиями, две мембраны, соединенные друг с другом соединительным стержнем, которые делят мембранные камеры на приводные и напорные камеры подачи, цилиндрическую втулку с отверстиями, золотниковое устройство выполнено в виде направляющей оси с кольцевыми проточками и продольными каналами, а со стороны торцевых поверхностей цилиндрической втулки установлены кольцевые втулки, в которых выполнены камеры и отверстия, образующие с торцевыми поверхностями кольцевых проточек направляющей оси камеры поджатия, при этом в крайних положениях направляющей оси напорные камеры подачи поочередно сообщаются через отверстия в цилиндрической втулке и кольцевые проточки в направляющей оси с входными и выходными отверстиями корпуса, а напорные камеры и отверстия кольцевых втулок с камерами направляющей оси и через отверстия с цилиндрической втулки - с выходными отверстиями корпуса. This goal is achieved by the fact that in the known design of a double-acting diaphragm pump, comprising a housing with channels, inlet and outlet openings, two membranes connected to each other by a connecting rod that divide the membrane chambers into drive and pressure feed chambers, a cylindrical sleeve with holes, the spool device is made in the form of a guide axis with annular grooves and longitudinal channels, and ring bushings are installed on the side of the end surfaces of the cylindrical sleeve, in which Chambers and openings were made, which formed with the end surfaces of the annular grooves of the guide axis of the preload chamber, while in the extreme positions of the guide axis, the pressure supply chambers are alternately communicated through the holes in the cylindrical sleeve and the annular grooves in the guide axis with the inlet and outlet openings of the housing, and the pressure chambers and openings of annular bushings with chambers of the guide axis and through openings from a cylindrical bush - with outlet openings of the housing.

Повышение надежности обеспечивается за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение направляющей оси, достигаемого за счет поджатия направляющей оси в крайних положениях давлением воздуха из камер поджатия и использования одного перемещающегося элемента. The increase in reliability is ensured by eliminating the influence of pressure in the drive chambers and the influence of friction on the movement of the guide axis, achieved by compressing the guide axis in extreme positions by air pressure from the preload chambers and using one moving element.

Повышение эксплуатационных характеристик:
1) снижение пульсаций перекачиваемой среды обеспечивается за счет повышения скорости переключения подачи воздуха в приводные камеры, достигаемого за счет использования одного переключающего подвижного элемента направляющей оси и переключения за счет давления подаваемого из камер поджатия,
2) уменьшение числа быстро изнашиваемых элементов за счет использования одного перемещающегося элемента - направляющей оси.Improving performance:
1) the reduction of pulsations of the pumped medium is achieved by increasing the speed of switching the air supply to the drive chambers, achieved by using one switching movable element of the guide axis and switching due to the pressure supplied from the preload chambers,
2) reducing the number of rapidly wearing elements due to the use of one moving element - the guide axis.

На фиг.1 и 2 изображена предложенная конструкция. 1 and 2 depict the proposed design.

Мембранный насос двойного действия содержит корпус 1, с входными 2 и выходными 3 отверстиями, каналами 4, мембраны 5, делящие мембранные камеры на приводные 6 и напорные 7, соединительный стержень 8, золотниковое устройство в виде направляющей оси 9 с кольцевыми проточками 10 и продольными каналами 11, цилиндрическую втулку 12 с отверстиями 13, кольцевыми проточками 14, кольцевые втулки 15 с камерами 16 и отверстиями 17, напорные камеры 18 кольцевых втулок. The double-acting diaphragm pump contains a housing 1, with inlet 2 and outlet 3 openings, channels 4, membranes 5, dividing the membrane chambers into drive 6 and pressure 7, a connecting rod 8, a spool device in the form of a guide axis 9 with annular grooves 10 and longitudinal channels 11, a cylindrical sleeve 12 with holes 13, ring grooves 14, ring sleeves 15 with chambers 16 and holes 17, pressure chambers 18 of ring sleeves.

Работает мембранный насос следующим образом. На фиг.1 представлено положение, при котором сжатый воздух через входное отверстие 2 корпуса 1, кольцевые проточки 14 и отверстия 13 в цилиндрической втулке 12, кольцевые проточки 10 в направляющей оси 9 канала 4 поступает в правую приводную камеру 6. Под действием давления, создаваемого сжатым воздухом, правая мембрана 5 начинает перемещаться, проводя вытеснение перекачиваемого продукта из правой камеры 7, одновременно левая мембрана 5, соединенная через соединительный стержень 8 с правой мембраной, создает разрежение в левой камере 7, в которую за счет разности давления поступает перекачиваемый продукт. При этом левая приводная камера 6 через каналы 4, кольцевые проточки 14, отверстия 13 в цилиндрической втулке 12, кольцевые проточки 10 в направляющей оси 9, выходные отверстия 3 в корпусе 1 связана с атмосферой и обеспечивает сброс сжатого воздуха из левой приводной камеры. The diaphragm pump operates as follows. Figure 1 shows the position in which compressed air through the inlet 2 of the housing 1, the annular grooves 14 and the holes 13 in the cylindrical sleeve 12, the annular grooves 10 in the guide axis 9 of the channel 4 enters the right drive chamber 6. Under the action of the pressure generated compressed air, the right membrane 5 begins to move, displacing the pumped product from the right chamber 7, while the left membrane 5, connected through a connecting rod 8 to the right membrane, creates a vacuum in the left chamber 7, into which supplied by the pressure difference pumped product. In this case, the left drive chamber 6 through the channels 4, the annular grooves 14, the holes 13 in the cylindrical sleeve 12, the annular grooves 10 in the guide axis 9, the outlet 3 in the housing 1 is connected with the atmosphere and ensures the discharge of compressed air from the left drive chamber.

Фиксирование направляющей оси 9 обеспечивается давлением сжатого воздуха из правых камер 16, 18. Сжатый воздух поступает в момент переключения направляющей оси 9 из приводной камеры 6, в которую подается сжатый воздух через каналы 11. Сообщение камер из камер 16, 16 постепенно сбрасывается через отверстия 13, кольцевые проточки 10 и выходные отверстия 3. При этом выбираются такие площади прохода отверстий 13 (регулируется перекрытием поверхности направляющей оси 9), чтобы давление снижалось за время хода мембраны и обеспечивало поджатие направляющей оси 9 и не препятствовало ее следующему переключению. The fixing of the guide axis 9 is ensured by the pressure of compressed air from the right chambers 16, 18. Compressed air enters at the moment of switching the guide axis 9 from the drive chamber 6, into which compressed air is supplied through the channels 11. The message of the chambers from the chambers 16, 16 is gradually reset through the holes 13 , annular grooves 10 and outlet openings 3. At the same time, such passage areas of the openings 13 are selected (controlled by overlapping the surface of the guide axis 9) so that the pressure decreases during the membrane travel time and ensures the guides are preloaded th axis 9 and does not interfere with its next switching.

При достижении левой мембраной 5 направляющей оси 9, левая мембрана 5 перемещает направляющую ось до момента соединения правой напорной камеры 6, через каналы 4, кольцевую проточку 14, отверстия 13, кольцевую проточку 10, канал 11 с камерой 16, при этом сжатый воздух из правой напорной камеры 6 поступает в камеру 16 и через отверстия 17 в камеру 18 и создаваемым давлением на торцевую поверхность направляющей оси 9 перемещает в крайнее правое положение (см. фиг.2), обеспечивая одновременно ее фиксирование, при этом усилие поджатия уменьшается по времени за счет стравливания воздуха через отверстия 13, кольцевую проточку 14 и выходное отверстие 3. When the left membrane 5 reaches the guide axis 9, the left membrane 5 moves the guide axis until the right pressure chamber 6 is connected through the channels 4, the annular groove 14, the holes 13, the annular groove 10, the channel 11 with the chamber 16, while the compressed air from the right the pressure chamber 6 enters the chamber 16 and through the openings 17 into the chamber 18 and moves to the extreme right position (see FIG. 2) by the created pressure on the end surface of the guide axis 9, while simultaneously securing it, while the compression force decreases with time by the air bleed through the openings 13, annular groove 14 and an outlet 3.

После перемещения направляющей оси 9 происходит переключение подачи воздуха 8 левую напорную камеру 7, а правая напорная камера 6 соединяется с атмосферой. Дополнительная работа насоса повторяется. After moving the guide axis 9, the air supply 8 is switched to the left pressure chamber 7, and the right pressure chamber 6 is connected to the atmosphere. Additional pump operation is repeated.

Использование предлагаемой конструкции позволяет:
1) повысить надежность работы насоса за счет исключения влияния давления в приводных камерах и использования одного перемещающегося элемента;
2) повысить эксплуатационные характеристики:
3) снизить пульсации и уменьшить число быстро изнашиваемых элементов. (56) Патент ФРГ N 1813712,кл. F 04 B 43/06, 1970.Using the proposed design allows you to:
1) to increase the reliability of the pump by eliminating the influence of pressure in the drive chambers and the use of one moving element;
2) improve performance:
3) reduce ripple and reduce the number of rapidly wearing items. (56) Patent of Germany N 1813712, cl. F 04 B 43/06, 1970.

Claims

DUAL-ACTION MEMBRANE PNEUMATIC PUMP PUMP, comprising a housing having channels, inlet and outlet openings connected to each other by a diaphragm rod to form pump and drive chambers, as well as a cylindrical sleeve with openings and a spool device with a guide axis, characterized in that in the guide the axes of the spool device are provided with annular grooves and longitudinal channels, annular grooves are made in the cylindrical sleeve, and annular ducts are installed on the side of its end surfaces The kits in which the chambers and holes are made, the ring bushes form, with the end surfaces of the annular grooves of the guide axis of the locking chamber, while in the extreme positions of the guide axis the pump chambers are able to alternately communicate through the annular grooves and holes in the cylindrical sleeve and the annular grooves in the guide axis with the inlet and outlet openings of the housing, and the locking chamber through the openings in the cylindrical sleeve - with the outlet openings of the housing.