RU2020268C1

RU2020268C1 - Double-acting membrane pump

Info

Publication number: RU2020268C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Бурдюгов; Ю.В. Обвинцев
Original assignee: Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: two membranes are installed in a casing with inlet and outlet holes forming driving and working chambers. Connecting spindle links up the membranes. The second valve is disposed in the casing and forms chambers. The first valve is formed by connector spindle having inlet channels capable of connecting drive chamber and spaces of the second valve in extreme positions. Holes in cylindrical bushing communicate the chambers of the second valve with outlet holes of the casing. EFFECT: improved design. 4 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.

Известны мембранные насосы с тремя принципами переключения подачи рабочей среды (воздуха) в мембранные камеры: электрический, механический и пневматический. Diaphragm pumps are known with three principles for switching the supply of a working medium (air) to the diaphragm chambers: electric, mechanical, and 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). Кроме того, электрическая схема довольно сложная и отсюда дорогая. The use of electric switching practically does not find application because of the need to bring in addition to the air lines also electric, which is especially impractical in hazardous industries (pumping oil products and combustible substances). In addition, the electrical circuit is quite complex and hence expensive.

Использование механического переключения имеет следующие недостатки:
скорость переключения меньше, чем у электрических и пневматических, что снижает эффективность работы насоса;
механические части переключателей быстро изнашиваются.The use of mechanical switching has the following disadvantages:
switching speed is lower than that of electric and pneumatic, which reduces the efficiency of the pump;
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, они 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 две мембраны, корпус, первый и второй золотники, узлы стопорения (патент США N 2679200). A known pump containing two membranes, a housing, a first and second spools, locking units (US patent N 2679200).

Недостатком такого насоса 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. Этот недостаток имеет место и в других известных насосах (патент ФРГ N 11138637) и состоит в том, что при зажиме или нагрузке листовых подвесов возникает волнообразное снижение работы насоса. The disadvantage of this pump is that the second spool requires locking under load, 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. This disadvantage also occurs in other known pumps (German patent N 11138637) and consists in the fact that when clamping or loading sheet suspensions, a wave-like decrease in pump operation occurs.

Указанные недостатки установлены в мембранном насосе двойного действия (патент ФРГ N 1813712 - прототип), содержащем 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. These shortcomings are installed in a double-acting diaphragm pump (German patent N 1813712 - prototype), comprising a housing with inlet and outlet openings, two membranes connected by a connecting rod, a first movable distribution spool with locking mechanisms, a second movable spool with supply channels, while supplying the channels of the second spool and the locking elements of the first spool are located so that in the opposite (opposite) movement between the first and second spool, the supply channels are released 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 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 неполный;
2) при работе насоса необходимо обеспечить герметизацию мембранных камер, а в данной конструкции необходимость проводить уплотнения по соединительному стержню и первому золотнику приводит к снижению надежности и усложнению конструкции.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 pump, decreases sharply, since when the force decreases friction, the first spool moves under the influence of air pressure and the course of the membrane is incomplete;
2) during the operation of the pump, it is necessary to ensure the sealing of the membrane chambers, and in this design the need to conduct seals on the connecting rod and the first spool leads to a decrease in reliability and complexity of the design.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции. The aim of the invention is to increase reliability and simplify the design.

Указанная цель достигается тем, что в известном 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, в цилиндрической втулке выполнены дополнительные отверстия корпуса. This goal is achieved by the fact that in the known 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 membrane, the first and second spools, the last of which is installed in housing with the formation of cavities, the first spool is formed by a connecting rod and feed channels made in it with the ability to connect in extreme positions of the drive chambers and the cavities of the second ash nick in the cylindrical sleeve are made, additional holes of the housing.

Повышение надежности обеспечивается за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение первого золотника, достигаемого за счет закрепления на торцах первого золотника соединительного стержня мембран. Improving reliability is ensured by eliminating the influence of pressure in the drive chambers and the influence of friction on the movement of the first spool, achieved by fixing the connecting rod of the membranes on the ends of the first spool.

Упрощение конструкции достигается за счет образования первого золотника соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами, исключением дополнительных уплотнений. Simplification of the design is achieved due to the formation of the first spool by the connecting rod and the feed channels made therein, with the exception of additional seals.

На фиг.1-4 показан предлагаемый насос. Figure 1-4 shows the proposed pump.

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 рабочие 7, первый золотник, образованный соединительным стержнем 8 с подводящими каналами 9, второй золотник 10 с полостями 11 и 12, цилиндрическую втулку 13 с отверстиями 14 и 15. The double-acting diaphragm pump comprises a housing 1 with inlet 2 and outlet 3 openings, channels 4, membranes 5, dividing the membrane chambers into drive 6 and working 7, a first spool formed by a connecting rod 8 with inlet channels 9, a second spool 10 with cavities 11 and 12, a cylindrical sleeve 13 with holes 14 and 15.

Мембранный насос работает следующим образом. The diaphragm pump operates as follows.

Существуют четыре положения, изображенные на фиг.1-4. There are four positions depicted in figures 1-4.

На фиг.1 представлено первое положение, при котором воздух через входное отверстие 2 корпуса 1, полости 11 золотника 10, каналы 4 корпуса 1 поступает в левую приводную камеру 6. Под действием давления, создаваемого воздухом, левая мембрана 5 начинает перемещаться, вытесняя перекачиваемый продукт из левой рабочей камеры 7; посредством соединительного стержня 8 с второй мембраной создается разрежение в рабочей камере 7, в которую поступает перекачиваемый продукт. Перемещение мембраны ограничивается подводящими каналами 9 на соединительном стержне 8. При соединении посредством каналов 9 камеры 6 с полостью 12 золотника 10 из камеры 6 создается давление в полости 12. Под действием давления, создаваемого воздухом, золотник перемещается в крайне правое положение, изображенное на фиг.2. Для того чтобы воздух стравливался из полостей 12 и не противодействовал переключению золотника 10, в цилиндрической втулке 13 выполнены отверстия 14, соединенные с выходными отверстиями 3, через которые стравливается воздух, при этом диаметр отверстий выбирается так, чтобы стравливание воздуха до атмосферного проходило за время хода мембраны, при этом золотник 10 в течение хода мембраны поджимается, в результате чего требуются дополнительные фиксирующие устройства. Figure 1 presents the first position in which air through the inlet 2 of the housing 1, the cavity 11 of the spool 10, the channels 4 of the housing 1 enters the left drive chamber 6. Under the pressure created by the air, the left membrane 5 begins to move, displacing the pumped product from the left working chamber 7; by means of a connecting rod 8 with a second membrane, a vacuum is created in the working chamber 7, into which the pumped product enters. The movement of the membrane is limited by the supply channels 9 on the connecting rod 8. When connecting via the channels 9 of the chamber 6 to the cavity 12 of the spool 10, pressure is created from the chamber 6 from the chamber 6. Under the action of the pressure created by the air, the spool moves to the extreme right position shown in FIG. 2. In order for the air to escape from the cavities 12 and not prevent the spool 10 from switching, the holes 14 are made in the cylindrical sleeve 13 connected to the outlet openings 3 through which the air is bleed, and the diameter of the holes is selected so that the air is blown to atmospheric air during the stroke the membrane, while the spool 10 is pressed during the course of the membrane, as a result of which additional fixing devices are required.

На фиг.2 изображено положение, при котором воздух через входные отверстия 2, полости 11 золотника 10, каналы 4 поступает в правую приводную камеру 6, обеспечивая вытеснение перекачиваемой среды из правой рабочей камеры 7. При этом левая напорная камера 6 через каналы 4, отверстия 15 цилиндрической втулки 13, полости 11, выходные отверстия 3 соединена с атмосферой, обеспечивая стравливание воздуха из левой напорной камеры 6. Воздух из полости 12 через отверстие 14, выходное отверстие 3 также стравливается, обеспечивая поджатие золотника 10, уменьшаемое с уменьшением давления в полости 12. Figure 2 shows the position in which air through the inlet holes 2, the cavity 11 of the spool 10, channels 4 enters the right drive chamber 6, ensuring the displacement of the pumped medium from the right working chamber 7. In this case, the left pressure chamber 6 through channels 4, openings 15 of the cylindrical sleeve 13, the cavity 11, the outlet 3 is connected to the atmosphere, providing air from the left pressure chamber 6. Air from the cavity 12 through the hole 14, the outlet 3 is also bleed, providing compression of the spool 10, reduced with a decrease in pressure in the cavity 12.

При перемещении мембраны 5 с соединительным стержнем 8 в момент соединения правой приводной камеры 6 с полостью 12 посредством подводящих каналов 9 (фиг.3) происходит перемещение золотника 10 (фиг.4). При этом воздух через входное отверстие 2, полости 11, отверстия 15, каналы 4 поступает в левую приводную камеру 6. Правая приводная камера 6 через каналы 4, отверстия 15, полости 11, выходные отверстия 3 соединяются с атмосферой, обеспечивая сброс давления воздуха из правой камеры 6. Таким образом, цикл, изображенный на фиг.1-4, повторяется. When moving the membrane 5 with the connecting rod 8 at the time of connection of the right drive chamber 6 with the cavity 12 by means of the supply channels 9 (Fig. 3), the spool 10 (Fig. 4) moves. In this case, air through the inlet 2, cavities 11, openings 15, channels 4 enters the left drive chamber 6. The right drive chamber 6, through channels 4, openings 15, cavities 11, and outlet openings 3 are connected to the atmosphere, providing air pressure relief from the right cameras 6. Thus, the cycle depicted in figures 1-4 is repeated.

Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить надежность в работе насоса за счет исключения влияния давления в приводных камерах и влияния силы трения на перемещение золотника, достигаемого закреплением на торцах соединительного стержня мембраны; упростить конструкцию насоса за счет образования золотника соединительным стержнем и выполненными в нем подводящими каналами, исключением дополнительных уплотнений. Using the proposed design can improve the reliability of the pump by eliminating the influence of pressure in the drive chambers and the influence of friction on the movement of the spool, achieved by attaching to the ends of the connecting rod of the membrane; to simplify the design of the pump due to the formation of the spool by the connecting rod and the feed channels made therein, with the exception of additional seals.

Claims

DUAL ACTION MEMBRANE PUMP, comprising a housing with inlet and outlet openings, two membranes installed in the housing to form drive and working chambers, a connecting rod connecting the membranes, a cylindrical sleeve with holes, the first and second spools, the last of which are installed in the housing to form cavities, characterized in that the first spool is formed by a connecting rod and feed channels made therein with the possibility of connecting in extreme positions of the drive chambers and the cavities w cerned spool, and a cylindrical sleeve made additional apertures connecting the chamber with the second valve body outlet ports.