RU2151915C1

RU2151915C1 - Compressive pump

Info

Publication number: RU2151915C1
Application number: RU98112425A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Якимов; С.И. Бежецкий
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: pump engineering, applicable in various branches of national economy for transfer of fluid media. SUBSTANCE: device has body 1, with flexible tube 2 installed in a duct on its inner side, the tube is actuated by rollers 3 of rotor 4 through hose-spacer 5 attached to body 1 by members 6, using braces 7 and beads 8. Hose-spacer 5 is hermetically connected to variable-capacity chamber 9, whose cavity is filled with driving medium. The wall of chamber 9 is made flexible for mechanical action on it from without. EFFECT: regulated feed at transfer of fluid media. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, касается перистальтических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки текучих сред. The invention relates to a pump engineering industry, relates to peristaltic pumps, and may find application in various sectors of the national economy for pumping fluids.

Известны перистальтические насосы, содержащие с внутренней стороны корпуса направляющую канавку, в которой установлена эластичная трубка, взаимодействующая с роликами ротора (см. авт. свид. СССР N 731047, F 04 B 43/12, 1978). Насос способен к регулированию подачи текучих сред за счет изменения длины активного хода ролика по эластичной трубке, т.к. направляющая канавка в корпусе выполнена сквозной с возможностью ее различного перекрытия по длине ленточной дуговой заслонкой, подвижно закрепленной с внешней стороны корпуса, а также эластичная трубка на выходе снабжена обратным клапаном. Known peristaltic pumps containing on the inner side of the housing a guide groove in which an elastic tube is mounted interacting with the rotor rollers (see ed. Certificate of the USSR N 731047, F 04 B 43/12, 1978). The pump is capable of regulating the flow of fluids by changing the length of the active stroke of the roller along the elastic tube, because the guide groove in the housing is made through with the possibility of its various overlapping along the length of the tape arc flap, movably fixed on the outside of the housing, and also the elastic tube at the outlet is equipped with a check valve.

Недостатком данного устройства является то, что при регулировании подачи по мере уменьшения расхода текучей среды увеличивается пульсация ее подачи. Это вызвано тем, что объем текучей среды, вытесненной каждым роликом, пропорционален длине активного хода ролика по эластичному шлангу, когда последний пережат между роликом и заслонкой. Другой недостаток устройства - быстрая изнашиваемость трубки из-за непосредственного механического воздействия на нее заслонки при регулировании подачи, а также ролика ротора в процессе работы устройства. The disadvantage of this device is that when regulating the flow as the flow rate of the fluid decreases, the pulsation of its flow increases. This is because the volume of fluid displaced by each roller is proportional to the length of the active stroke of the roller along the elastic hose when the latter is pinched between the roller and the shutter. Another disadvantage of the device is the rapid wear of the tube due to the direct mechanical action of the damper on it when regulating the flow, as well as the rotor roller during operation of the device.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является перистальтический насос, содержащий с внутренней стороны корпуса направляющую канавку, в которой установлена эластичная трубка, взаимодействующая с роликами ротора через прокладку, прикрепленную соединительными элементами к корпусу насоса (см. авт. свид. СССР N 1108239, F 04 B 43/12, 1983 - прототип). Наличие прокладки, установленной между трубкой и роликом ротора, исключает непосредственное механическое воздействие на трубку и тем самым увеличивает срок службы насоса, надежность его работы. The closest in technical essence to the invention is a peristaltic pump containing a guide groove on the inside of the casing, in which an elastic tube is installed, interacting with the rotor rollers through a gasket attached by connecting elements to the pump casing (see ed. Certificate of the USSR N 1108239, F 04 B 43/12, 1983 - prototype). The presence of a gasket installed between the tube and the rotor roller eliminates the direct mechanical impact on the tube and thereby increases the life of the pump and its reliability.

Однако данный насос имеет недостатки, т.к. в его конструкции не предусмотрена возможность регулирования подачи при перекачке текучих сред. However, this pump has disadvantages, as its design does not provide for the possibility of regulating the flow when pumping fluids.

Технической задачей изобретения является регулирование подачи при перекачке текучих сред. An object of the invention is to control the flow when pumping fluids.

Задача достигается тем, что прокладка выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема, причем полости шланга и камеры заполнены приводной средой. Кроме того, по крайней мере одна из стенок камеры может быть выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры. The task is achieved in that the gasket is made in the form of an elastic hose, hermetically connected to a chamber of variable volume, and the cavity of the hose and the chamber is filled with a drive medium. In addition, at least one of the walls of the chamber can be made elastic with the possibility of mechanical impact on it from the outside to change the volume of the chamber.

Новизну авторы и заявитель усматривают в том, что прокладка выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема, причем полости шланга и камеры заполнены приводной средой. Кроме того, по крайней мере одна из стенок камеры может быть выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры. The authors and the applicant see the novelty in that the gasket is made in the form of an elastic hose hermetically connected to a chamber of variable volume, and the cavity of the hose and chamber are filled with a drive medium. In addition, at least one of the walls of the chamber can be made elastic with the possibility of mechanical impact on it from the outside to change the volume of the chamber.

Заявленное решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "изобретательский уровень". The claimed solution does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that this solution meets the criterion of "inventive step".

Данное техническое решение может быть использовано в различных областях народного хозяйства для перекачки текучих сред, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию "промышленная применимость". This technical solution can be used in various fields of the national economy for pumping fluids, which allows us to conclude that the solution meets the criterion of "industrial applicability".

Такое решение обеспечивает регулируемость подачи при перекачке насосом текучих сред. Эффект достигается за счет того, что между эластичной трубкой, служащей для перекачки текучих сред, и воздействующим на нее роликом ротора установлена прокладка, которая выполнена в виде эластичного шланга, герметически соединенного с камерой переменного объема. Причем давление в полости шланга и камеры, заполненных приводной средой, можно регулировать за счет изменения объема камеры путем механического воздействия на нее извне - чем меньше ее объем, тем выше давление. При работе устройства повышение давления в полости приводит к увеличению объема части шланга, расположенной в пространстве между роликами ротора, а значит и к усилению деформирующего воздействия со стороны шланга на эластичную трубку, уменьшению ее первоначального сечения, следовательно, к сокращению объема текучей среды в трубке между роликами ротора. Таким образом, изменением объема камеры можно регулировать подачу при перекачке насосом текучих сред. This solution provides adjustable flow when pumping fluids. The effect is achieved due to the fact that a gasket is installed between the elastic tube used for pumping fluids and the rotor roller acting on it, which is made in the form of an elastic hose that is hermetically connected to a chamber of variable volume. Moreover, the pressure in the cavity of the hose and the chamber filled with the drive medium can be controlled by changing the volume of the chamber by mechanical action on it from the outside - the smaller its volume, the higher the pressure. During operation of the device, an increase in pressure in the cavity leads to an increase in the volume of the part of the hose located in the space between the rotor rollers, and hence to an increase in the deforming effect of the hose on the elastic tube, a decrease in its initial section, and therefore, a reduction in the volume of fluid in the tube between rotor rollers. Thus, by changing the volume of the chamber, it is possible to control the flow when pumping fluids.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен насос, разрез плоскостью, перпендикулярной оси ротора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг. 1. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a pump, a section of a plane perpendicular to the axis of the rotor; figure 2 - cross section aa in fig. 1; figure 3 is a section bB in fig. 1.

Перистальтический насос содержит корпус 1, с внутренней стороны которого выполнена направляющая канавка, в которой установлена эластичная трубка 2, взаимодействующая с роликами 3 ротора 4 через прокладку 5, прикрепленную соединительными элементами 6 к корпусу 1. Соединительные элементы 6 выполнены в виде упругих растяжек 7, образованных приливом по бокам прокладки 5, имеющим по концам утолщения 8 для сцепления с корпусом 1. Для регулирования подачи при перекачке насосом текучих сред за счет изменения степени пережима трубки 2 в пространстве между роликами 3 ротора 4 прокладка 5 выполнена в виде эластичного шланга, герметично соединенного с камерой 9 переменного объема. Полости шланга и камеры 9 заполнены приводной средой, например, воздухом, каким-либо газом, водой или другой жидкостью. По крайней мере одна из стенок камеры 9 выполнена упругой с возможностью механического воздействия на нее извне для изменения объема камеры 9. Манометр 10 служит для регистрации давления приводной среды в полости шланга и камеры 9. Шкала манометра 10 может быть выражена на основе экспериментальных данных в единицах подачи текучих сред. Вентили 11 и 12, горловина 13 предназначены для использования при первоначальном заполнении полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 приводной средой. The peristaltic pump comprises a housing 1, on the inside of which a guide groove is made, in which an elastic tube 2 is mounted, interacting with the rollers 3 of the rotor 4 through a gasket 5 attached by connecting elements 6 to the housing 1. The connecting elements 6 are made in the form of elastic stretch marks 7 formed the tide on the sides of the gasket 5, having at the ends of the bulge 8 for coupling with the housing 1. To control the flow when pumping the pump fluid, by changing the degree of pinch tube 2 in space m forward rollers 3, the rotor 4 gasket 5 is made in the form of a flexible hose hermetically connected to the variable volume chamber 9. The cavities of the hose and the chamber 9 are filled with a drive medium, for example, air, any gas, water or other liquid. At least one of the walls of the chamber 9 is made elastic with the possibility of mechanical action on it from the outside to change the volume of the chamber 9. A pressure gauge 10 serves to record the pressure of the drive medium in the cavity of the hose and chamber 9. The scale of the pressure gauge 10 can be expressed on the basis of experimental data in units fluid supply. The valves 11 and 12, the neck 13 are intended for use in the initial filling of the cavity of the hose strip 5 and the chamber 9 with a drive medium.

При подготовке насоса к работе необходимо полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 заполнить приводной средой. Для этого нужно открыть горловину 13 и вентиль 11, а вентиль 12 закрыть, привести ротор 4 насоса в движение и подать приводную среду через вентиль 11. Из-за последовательного пережима шланга-прокладки 5 роликами 3 происходит заполнение приводной средой полости шланга-прокладки 5 и камеры 9, а имевшийся ранее в системе воздух выходит из горловины 13. Как только полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 будут заполнены приводной средой, ротор 4 насоса следует остановить, горловину 13 и вентиль 11 закрыть, а вентиль 12 открыть. When preparing the pump for operation, it is necessary to fill the cavity of the hose strip 5 and chamber 9 with the drive medium. To do this, open the throat 13 and valve 11, and close valve 12, set the pump rotor 4 in motion and feed the drive medium through valve 11. Due to the successive pinch of the gasket hose 5 with rollers 3, the cavity of the gasket 5 is filled with drive medium chambers 9, and the air previously in the system exits the throat 13. As soon as the cavities of the gasket hose 5 and chambers 9 are filled with the drive medium, the pump rotor 4 should be stopped, the throat 13 and valve 11 should be closed, and the valve 12 should be opened.

Устройство работает следующим образом. При вращении ротора 4 ролики 3 через прокладку 5 в виде эластичного шланга воздействуют на трубку 2, вызывая в ней бегущую волну деформации, под воздействием которой происходит перекачивание текучей среды. При этом происходит замкнутая циркуляция приводной среды в шланге, сечение которого также последовательно пережимается роликами 3. Замкнутая циркуляция приводной среды обеспечивает в полости шланга и камеры 9 постоянное давление, фиксируемое манометром 10, что, в свою очередь, стабилизирует всасывающую способность, а следовательно, коэффициент заполнения и объемную подачу насоса. The device operates as follows. When the rotor 4 rotates, the rollers 3 through the gasket 5 in the form of an elastic hose act on the tube 2, causing a traveling deformation wave in it, under the influence of which pumping of the fluid occurs. When this happens, the closed circulation of the drive medium in the hose, the cross section of which is also sequentially pressed by the rollers 3. The closed circulation of the drive medium provides a constant pressure in the cavity of the hose and the chamber 9, fixed by a pressure gauge 10, which, in turn, stabilizes the suction capacity, and therefore, the coefficient filling and volumetric pump flow.

Прокладка 5 защищает трубку 2 от непосредственного воздействия роликов 3, которое обычно приводит к сдвигу верхнего слоя трубки 2 и появлению в ней дополнительных напряжений, снижающих долговечность трубки 2. Под действием роликов 3 прокладка 5 прогибается. При этом растяжки 7 деформируются. После прохождения роликов 3 растяжки 7 под действием собственной упругости возвращают прокладку 5 в исходное положение. Трубка 2 под действием собственной упругости распрямляется в поперечном сечении до тех пор, пока не встретит достаточного сопротивления со стороны прокладки 5 и упругих растяжек 7. The gasket 5 protects the tube 2 from the direct impact of the rollers 3, which usually leads to a shift of the upper layer of the tube 2 and the appearance of additional stresses in it, which reduce the durability of the tube 2. Under the action of the rollers 3, the gasket 5 bends. When this stretch marks 7 are deformed. After passing the rollers 3 of the stretch 7 under the action of its own elasticity, the gasket 5 is returned to its original position. The tube 2 under the action of its own elasticity is straightened in cross section until then, until it meets sufficient resistance from the side of the strip 5 and the elastic stretch marks 7.

Степень сопротивления со стороны прокладки 5 и растяжек 7 можно регулировать за счет изменения давления внутри шланга-прокладки 5. Чем выше давление приводной среды в шланге, тем больше его объем и вызванное этим дополнительное сопротивление со стороны шланга-прокладки 5 и упругих растяжек 7 распрямлению трубки 2 в поперечном сечении. Это приводит к уменьшению объема части трубки 2, расположенной в пространстве между роликами 3 ротора 4, а в итоге и к уменьшению подачи насосом текучей среды. Напротив, чем ниже давление приводной среды, тем меньше сопротивление со стороны шланга-прокладки 5 и растяжек 7 распрямлению трубки 2 в поперечном сечении, а значит больше подача насосом текучей среды. The degree of resistance from the side of the gasket 5 and stretch marks 7 can be adjusted by changing the pressure inside the hose strip 5. The higher the pressure of the drive medium in the hose, the greater its volume and the additional resistance caused by the hose strip 5 and elastic stretch marks 7 to straighten the tube 2 in cross section. This leads to a decrease in the volume of the part of the tube 2 located in the space between the rollers 3 of the rotor 4, and ultimately to a decrease in the pump flow rate. On the contrary, the lower the pressure of the drive medium, the lower the resistance on the side of the gasket hose 5 and stretch marks 7 to the straightening of the tube 2 in cross section, which means that the pump supplies more fluid.

Регулирование давления в полости шланга-прокладки 5 и камеры 9 выполнено за счет изменения объема камеры 9 путем механического воздействия извне на упругую стенку камеры 9. Контролирование давления в процессе регулирования осуществляется по манометру 10, шкала которого отградуирована в единицах объемной подачи текучей среды на основе экспериментальных данных. The pressure in the cavity of the gasket hose 5 and chamber 9 was controlled by changing the volume of the chamber 9 by exerting mechanical pressure on the elastic wall of the chamber 9 from the outside. data.

В качестве приводной среды, которой заполнены полости шланга-прокладки 5 и камеры 9, может быть использован воздух, какой-либо газ, вода или другая жидкость. Эта среда не должна быть токсичной, горючей, вязкой, дорогостоящей и дефицитной. Плотность ее тем выше, чем больше вязкость предназначенной для перекачки текучей среды, ее расчетное давление в нагнетательной магистрали, сила сопротивления деформации эластичной трубки 2. As the drive medium, which is filled with the cavity of the hose strip 5 and the chamber 9, can be used air, any gas, water or other liquid. This environment should not be toxic, combustible, viscous, expensive or scarce. Its density is higher, the higher the viscosity of the fluid intended for pumping, its design pressure in the discharge line, and the force of resistance to deformation of the elastic tube 2.

Регулирование подачи при перекачке насосом текучих сред можно выполнять дистанционно. Замкнутая циркуляция приводной среды обеспечивает постоянное давление, фиксируемое манометром 10, что стабилизирует объемную подачу насоса. Шланг-прокладка 5 защищает трубку 2 от непосредственного воздействия роликов 3, что увеличивает долговечность трубки 2 и надежность работы насоса. Flow control when pumping fluids by a pump can be done remotely. The closed circulation of the drive medium provides a constant pressure recorded by the pressure gauge 10, which stabilizes the volumetric flow of the pump. The gasket 5 protects the tube 2 from the direct impact of the rollers 3, which increases the durability of the tube 2 and the reliability of the pump.

Claims

1. A peristaltic pump containing on the inside of the housing a guide groove in which an elastic tube is installed, interacting with the rotor rollers through a gasket attached by connecting elements to the pump casing, characterized in that the gasket is made in the form of an elastic hose sealed to a variable volume chamber moreover, the cavity of the hose and the chamber is filled with a drive medium.

2. The pump according to claim 1, characterized in that at least one of the walls of the chamber is made elastic with the possibility of mechanical impact on it from the outside to change the volume of the chamber.