RU2056529C1

RU2056529C1 - Membrane hydraulically driven pump

Info

Publication number: RU2056529C1
Authority: RU
Inventors: Е.В. Король; М.Д. Агеев; Ю.В. Шереметьев
Original assignee: Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 1992-01-03
Filing date: 1992-01-03
Publication date: 1996-03-20

Abstract

FIELD: transfer of aggressive liquids. SUBSTANCE: casing accommodates a membrane separator forming the pump and drive chambers. The sealed casing chamber accommodates a cylinder with a spring-loaded plunger and electromagnetic drive. Another membrane separator and cover make up a compensation chamber and external medium chamber. The casing has axial holes used to communicate the cylinder with the drive and compensation chambers. The cover has an axial hole used to communicate the external medium chamber with the external medium source. EFFECT: improved design. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к мембранным гидроприводным дозировочным насосам погружного исполнения, предназначенным для перекачивания агрессивных, токсичных и других жидкостей, в основном на подводно-технических средствах. The invention relates to pump engineering, in particular to submersible hydraulic diaphragm metering pumps for pumping aggressive, toxic and other liquids, mainly on underwater equipment.

Известен мембранный гидроприводной дозировочный насос, в котором насосная и приводная камеры разделены мембраной, причем насосная камера снабжена всасывающим и нагнетательным клапанами, а приводная плунжером [1]
Недостатками такого насоса являются наличие отдельных от насоса привода плунжера и емкости рабочей жидкости с предохранительными и подпиточными клапанами. Это существенно увеличивает габариты и массу насоса, что делает его надежным даже при наличии двуплечного рычага, при различных давлениях под водой и естественно затрудняет его применение на подводно-технических средствах, для которых необходимы минимальные энергопотребление и габариты насоса с плавучестью, близкой к нулевой.A known membrane hydraulic metering pump in which the pump and drive chambers are separated by a membrane, the pump chamber is equipped with suction and discharge valves, and the drive plunger [1]
The disadvantages of such a pump are the presence of a plunger drive separate from the pump and the capacity of the working fluid with safety and make-up valves. This significantly increases the dimensions and weight of the pump, which makes it reliable even with a two-arm lever, at various pressures under water and naturally complicates its use on underwater equipment, which require minimal power consumption and dimensions of the pump with buoyancy close to zero.

Известен также мембранный гидроприводной насос, содержащий корпус с установленным в нем мембранным разделителем с образованием насосной и приводной камер, цилиндр с подпружиненным плунжером и электромагнитным приводом, расположенными в корпусе в герметичной камере [2]
Недостатками этого насоса являются, во-первых, то, что он предназначен для перекачки горючего и не может надежно работать при перекачивании агрессивных сред, так как сам поршень находится в непосредственном контакте с агрессивной средой, и, во-вторых, неприспособленность его к работе в погруженном применении.Also known is a hydraulic diaphragm pump, comprising a housing with a membrane separator installed in it to form a pump and drive chambers, a cylinder with a spring-loaded plunger and an electromagnetic drive located in the housing in a sealed chamber [2]
The disadvantages of this pump are, firstly, that it is designed for pumping fuel and can not work reliably when pumping aggressive media, since the piston itself is in direct contact with aggressive media, and, secondly, it is not suitable for operation in submerged application.

В основу изобретения поставлена задача создать мембранный гидроприводной насос для системы энергоснабжения подводных необитаемых глубоководных аппаратов с минимальными габаритами, массой и с минимальным потреблением энергии. The basis of the invention is the task of creating a hydraulic diaphragm pump for a power supply system for underwater uninhabited deep-sea vehicles with minimal dimensions, weight and with minimal energy consumption.

Поставленная задача решается тем, что мембранный гидроприводной насос, содержащий корпус с установленным в нем мембранным разделителем с образованием насосной и приводной камер, цилиндр с подпружиненным плунжером и электромагнитным приводом, расположенными в корпусе в герметичной камере, снабжен вторым мембранным разделителем и крышкой с образованием компенсационной камеры и камеры внешней среды, при этом в корпусе выполнены осевые отверстия для связи цилиндра с приводной и компенсационной камерами, а в крышке выполнено осевое отверстие для связи камеры внешней среды с источником внешней среды. The problem is solved in that the hydraulic diaphragm pump containing a housing with a membrane separator installed in it with the formation of the pump and drive chambers, a cylinder with a spring-loaded plunger and an electromagnetic drive located in the housing in a sealed chamber, is equipped with a second diaphragm separator and a cover with the formation of a compensation chamber and environmental chambers, while axial openings are made in the housing for coupling the cylinder with the drive and compensation chambers, and an axial hole is made in the lid connection for the camera of the environment with the source of the environment.

Приводная камера выполнена с отверстием, выполненным в корпусе, внешний выход которого герметизирован пробкой. В цилиндре со стороны компенсационной камеры установлены последовательно демпфирующая и регулировочная шайбы. В корпусе вокруг герметичной камеры выполнена камера электрических соединений, которая снабжена штуцером с гибким шлангом для выделения электрических проводов и заполнения камеры диэлектрической жидкостью. Приводная и компенсационная камеры выполнены герметизированными. Корпус насоса выполнен герметичным из электроизоляционного и коррозионностойкого материала с плотностью менее 1 кг/дм³ (например, синтактика).The drive chamber is made with a hole made in the housing, the external output of which is sealed with a stopper. In the cylinder, from the side of the compensation chamber, damping and adjusting washers are installed in series. In the housing around the sealed chamber there is a chamber of electrical connections, which is equipped with a fitting with a flexible hose for separating electric wires and filling the chamber with dielectric fluid. The drive and compensation chambers are sealed. The pump casing is sealed from electrical insulating and corrosion-resistant material with a density of less than 1 kg / dm ³ (for example, syntactics).

На фиг. 1 представлен погружной мембранный гидроприводной насос, поперечный разрез; на фиг.2 то же, вариант. In FIG. 1 shows a submersible diaphragm hydraulic drive pump, cross section; figure 2 is the same option.

Мембранный гидроприводной дозировочный насос содержит герметизированный корпус 1, снабженный с одной стороны насосной крышкой 2, а с другой стороны крышкой 3. Мембранный разделитель 4 образует в корпусе 1 насосную камеру 5 и приводную камеру 6, а второй мембранный разделитель 7 образует компенсационную камеру 8 и камеру 9 внешней среды. Между мембранными разделителями 4 и 7 в корпусе 1 установлена герметичная камера 10, в которую помещены герметизированный цилиндр 12, плунжер 13 с электромагнитным приводом 11, индуктор которого охватывает герметизированный цилиндр 12 с плунжером 13. Плунжер 13 подпружинен возвратной пружиной 14 со стороны приводной камеры 6. В цилиндре 12 со стороны компенсационной камеры 8 установлены эластичная демпфирующая шайба 15 для амортизации ударов плунжера, а также регулировочная шайба 16 для установки нужной величины его хода. Цилиндр 12 связан с приводной камерой 6 посредством рабочей жидкости через осевое отверстие 17. Компенсационная камера 8 связана с цилиндром 12 через осевое отверстие 18 в промежуточной крышке 19. Камера 9 внешней среды связана через осевое отверстие 20 в крышке 3 с внешней средой для обеспечения возвратно-поступательного движения плунжера 13 при работе в подводной среде. Вокруг герметичной камеры 10 выполнена камера 21 электрических соединений, которая снабжена штуцером 22 с уплотнением 23. Штуцер 22 предназначен для вывода проводов 24 из камеры 21 электрических соединений через гибкий шланг к системе управления электрическим приводом 11 и для заполнения самой камеры диэлектрической жидкостью. Приводная камера 6 снабжена системой заполнения этой камеры рабочей жидкостью в виде отверстия 25, один конец которого выведен непосредственно в камеру 6, а второй герметизирован пробкой 26 с уплотнителем 27. Насосная крышка 2 снабжена всасывающим клапаном 28, нагнетательным клапаном 29 и штуцерами 30 и 31 с уплотнениями 32 и 33, предназначенными для подсоединения к всасывающему и нагнетательному трубопроводам соответственно. Насосная крышка 2, крышка 3 и промежуточная крышка 19 герметизируются уплотнениями 34, 35 и 36. Камера 10 в корпусе 1 герметизируется уплотнениями 37 и 38. The diaphragm hydraulic metering pump contains a sealed housing 1, equipped with a pump cover 2 on one side and a cover 3. On the other hand, a membrane separator 4 forms a pump chamber 5 and a drive chamber 6 in the housing 1, and a second membrane separator 7 forms a compensation chamber 8 and a chamber 9 external environment. Between the membrane dividers 4 and 7, a sealed chamber 10 is installed in the housing 1, in which a sealed cylinder 12, a plunger 13 with an electromagnetic drive 11 are placed, the inductor of which covers a sealed cylinder 12 with a plunger 13. The plunger 13 is spring-loaded with a return spring 14 from the side of the drive chamber 6. In the cylinder 12 from the side of the compensation chamber 8, an elastic damping washer 15 is installed to absorb shock of the plunger, as well as an adjusting washer 16 to set the desired value of its stroke. The cylinder 12 is connected to the drive chamber 6 through the working fluid through the axial hole 17. The compensation chamber 8 is connected to the cylinder 12 through the axial hole 18 in the intermediate cover 19. The external chamber 9 is connected through the axial hole 20 in the cover 3 to the external medium to provide a return translational movement of the plunger 13 when working in an underwater environment. Around the sealed chamber 10 there is a chamber 21 for electrical connections, which is equipped with a fitting 22 with a seal 23. The fitting 22 is designed to lead wires 24 from the chamber 21 of the electrical connections through a flexible hose to the control system of the electric actuator 11 and to fill the chamber itself with dielectric fluid. The drive chamber 6 is equipped with a system for filling this chamber with a working fluid in the form of an opening 25, one end of which is led directly into the chamber 6, and the other is sealed with a plug 26 with a seal 27. The pump cover 2 is equipped with a suction valve 28, a discharge valve 29, and fittings 30 and 31 s seals 32 and 33, designed to be connected to the suction and discharge pipelines, respectively. The pump cover 2, the cover 3 and the intermediate cover 19 are sealed with seals 34, 35 and 36. The chamber 10 in the housing 1 is sealed with seals 37 and 38.

При необходимости увеличения производительности насоса вместо крышки 3 может быть установлена насосная крышка (фиг.2). If necessary, increase the pump capacity instead of the cover 3 can be installed pump cover (figure 2).

Мембранный гидроприводной дозировочный насос работает следующим образом. Membrane hydraulic metering pump operates as follows.

При подаче напряжения от системы управления на электромагнитный привод 11 плунжера 13 последний перемещается в цилиндре 12 в сторону приводной камеры 6, сжимая пружину 14 и рабочую жидкость в полости цилиндра 12. Под воздействием этого давления рабочая жидкость из полости цилиндра 12 через отверстие 17 перемещается в приводную камеру 6, воздействует на мембранный разделитель 4, выгибая его в объем насосной камеры 5. Перекачиваемая жидкость в насосной камере 5 сжижается и через невозвратный нагнетательный клапан 29 и штуцер 31 нагнетается в трубопровод (не показан). При движении плунжера 13 в указанном направлении в полости цилиндра 12 с обратной стороны плунжера 13 образуется область пониженного давления (вакуум), которая через отверстие 18 посредством рабочей жидкости связана с компенсационной камерой 8. Под давлением жидкости из окружающей среды (забортной воды) мембранный разделитель 7 выгибается в объем компенсационной камеры 8 и перемещает рабочую жидкость, находящуюся там, в цилиндре 12 через отверстие 18, обеспечивая тем самым беспрепятственное перемещение плунжера 13 в сторону приводной камеры 6. When voltage is applied from the control system to the electromagnetic actuator 11 of the plunger 13, the latter moves in the cylinder 12 towards the drive chamber 6, compressing the spring 14 and the working fluid in the cavity of the cylinder 12. Under the influence of this pressure, the working fluid from the cavity of the cylinder 12 through the hole 17 moves into the drive chamber 6 acts on the membrane separator 4, bending it into the volume of the pump chamber 5. The pumped liquid in the pump chamber 5 is liquefied and through the non-return pressure valve 29 and the nozzle 31 is pumped into the pipe water (not shown). When the plunger 13 moves in the indicated direction in the cavity of the cylinder 12, a lower pressure region (vacuum) is formed on the back of the plunger 13, which is connected through the opening 18 to the compensation chamber 8 through the working fluid 8. Under pressure from the environment (outside water), the membrane separator 7 bends into the volume of the compensation chamber 8 and moves the working fluid located there in the cylinder 12 through the hole 18, thereby ensuring the unimpeded movement of the plunger 13 towards the drive chamber 6.

При отключении электромагнитного привода 11 пружина 14 возвращает плунжер 13 в исходное положение. При этом ходе плунжера 13 в полости цилиндра 12 и приводной камере 6 образуется область пониженного давления и мембранный разделитель 4 выгибается в объем приводной камеры 6. В это время в насосной камере 5 также образуется область пониженного давления, под его воздействием открывается всасывающий клапан 28 и через штуцер 30 перекачиваемая жидкость из трубопровода поступает в объем насосной камеры 5. При этом ходе плунжер 13 одновременно перемещает рабочую жидкость через отверстие 18 в объем компенсационной камеры 8, создавая в нем область повышенного давления. Под воздействием этого давления мембранный разделитель 7 возвращается в исходное положение до выравнивания давления рабочей жидкости в компенсационной камере 8 и давления забортной воды в камере 9 внешней среды. Затем цикл повторяется. When the electromagnetic drive 11 is disconnected, the spring 14 returns the plunger 13 to its original position. During this stroke of the plunger 13, a region of reduced pressure is formed in the cavity of the cylinder 12 and the drive chamber 6 and the membrane separator 4 bends into the volume of the drive chamber 6. At this time, a region of reduced pressure also forms in the pump chamber 5, under its influence the suction valve 28 opens and through the nozzle 30 the pumped liquid from the pipeline enters the volume of the pump chamber 5. During this stroke, the plunger 13 simultaneously moves the working fluid through the hole 18 into the volume of the compensation chamber 8, creating a region of increase nnogo pressure. Under the influence of this pressure, the membrane separator 7 returns to its original position until the pressure of the working fluid in the compensation chamber 8 is equalized and the pressure of sea water in the chamber 9 of the external medium is equalized. Then the cycle repeats.

Claims

1. A MEMBRANE HYDRAULIC DRIVE PUMP, comprising a housing with a first membrane separator installed therein to form a pump and drive chambers, a cylinder with a spring-loaded plunger and an electromagnetic drive located in the housing in a sealed chamber, characterized in that the pump is equipped with a second membrane separator and a cover with the formation the compensation chamber and the chamber of the environment, while in the housing there are axial holes for connecting the cylinder with the drive and compensation chambers, and in the lid there is an axial opening s for connection of an environment chamber with a source of external environment.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the drive chamber is provided with an opening made in the housing, at the external outlet of which a sealed plug is installed.

3. The pump according to claim 1, characterized in that in the cylinder from the side of the compensation chamber, sequentially damping and adjusting washers are installed.

4. The pump according to claim 1, characterized in that a chamber of electrical connections is formed in the housing around the sealed chamber.

5. The pump according to claim 4, characterized in that the chamber of electrical connections is equipped with a fitting with a flexible hose for removing electric wires and filling it with a dielectric fluid.

6. The pump according to claim 1, characterized in that the drive and compensation chambers are sealed.

7. The pump according to claim 1, characterized in that the pump casing is sealed from electrical insulating and corrosion-resistant material with a density of less than 1 kg / dm ³ , for example syntax.