RU218851U1 - Мембранный насос с контролем целостности мембраны - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструкции мембранного, преимущественно электромагнитного, насоса для подачи воздуха как средства аэрации в емкости с водой, в частности в аквариумы или в водоемы. Мембранный насос с контролем целостности мембраны содержит корпус 1 электромагнитов 2, соединенный с корпусами 3 клапанов 4, 5. Корпус 1 электромагнитов 2 установлен посредством снабженных продольным сквозным каналом 13 эластичных ножек 10 на основании 11 в нижней части 17 кожуха 6 насоса, содержащей выходной штуцер 12, и закрытый верхней частью 8 кожуха 6 насоса. Между установленными в корпусе 1 электромагнитами 2 расположен держатель 17 постоянных магнитов 18, закрепленный с двух противоположных сторон на гибких мембранах 19, каждая гибкая мембрана 19 герметично соединена с одним из корпусов 3 клапанов 4, 5. В полости кожуха 6 перед выходным штуцером 12 установлен блок 26 управления насосом, связанный с датчиком 27 давления с функцией измерения температуры. Датчик 27 давления установлен в блоке 26 управления открытого исполнения. В гнезде 14 нижней части 7 кожуха 6 может быть установлен второй датчик 28 давления с функцией измерения температуры. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к конструкции мембранного, преимущественно электромагнитного, насоса для подачи воздуха, как средства аэрации, в емкости с водой, в частности в аквариумы или в водоемы.

Из патента Российской Федерации на полезную модель №208725 U1 (публ. 11.01.2022 г.) известен мембранный насос, предназначенный для подачи воздуха, как средства аэрации, в емкости с водой.

Мембранный насос содержит корпус электромагнитов, соединенный с корпусами клапанов и размещенный в кожухе, состоящем из нижней части и верхней части. Корпус электромагнитов выполнен с донной частью, с которой соединены эластичные ножки, связывающие корпус с основанием в нижней части кожуха насоса, снабженной выходным штуцером, и закрытой верхней частью кожуха насоса. Корпус электромагнитов установлен на основании посредством четырех эластичных ножек, каждая из которых снабжена продольным сквозным каналом для поступления воздуха извне кожуха в корпус электромагнитов.

Между установленными в корпусе электромагнитами расположен держатель постоянных магнитов, закрепленный с двух противоположных сторон на гибких мембранах. Каждая гибкая мембрана герметично соединена с одним из корпусов клапанов, обеспечивающих перекачку воздуха в полость кожуха. В полости кожуха установлен блок управления работой насоса, размещенный в нижней части кожуха насоса, снабженной шумоподавительными стенками. Посадочное место с установленным на нем блоком управления работой насоса образовано перед выходным штуцером на шумоподавительных стенках. Блок управления имеет открытое исполнение и состоит из основания, установленных на нем электронных элементов и радиатора.

При включении насоса электромагниты подключаются своими обмотками к электросети переменного тока, формируя электромагнитное поле противоположной направленности. Постоянные магниты на держателе поочередно взаимодействуют своими магнитными полями с электромагнитными полями электромагнитов, перемещаясь под их воздействием в ту или другую сторону вместе с держателем, концы которого воздействуют на гибкие мембраны, нажимая на них или оттягивая внутрь корпуса электромагнитов, нагнетая воздух в полость кожуха. Давление воздуха в полости кожуха возрастает и воздух выходит из насоса через выходной штуцер нижней части кожуха насоса, предварительно пройдя через блок управления работой насоса и охладив электронные элементы.

Недостатком описанной конструкции является отсутствие средств контроля целостности мембраны, которая в процессе работы постоянно деформируется и велика вероятность ее разрыва.

Известен электромагнитный мембранный компрессор, описанный в патенте Российской Федерации на полезную модель №44357 U1 (публ. 10.03.2005 г.), взятый за прототип.

Компрессор состоит из корпуса, мембраны, штока, полого сердечника вибропривода с размешенными на нем обмотками, датчика конечного положения, закрепленного на штоке. Компрессор содержит также всасывающие клапаны и нагнетательный клапан.

При подаче поочередно на обмотки, подключенные к системе управления, питающего напряжения, шток совершает возвратно-поступательное движение, вызывающее периодические колебания мембраны, что, в свою очередь обеспечивает всасывание и нагнетание воздуха через клапаны. При этом конечное положение штока контролируются расположенным на нем датчиком конечного положения. Если шток не доходит до своего конечного положения, то с датчика конечного положения поступает сигнал к системе управления, которая подает в этом случае повышенное питающее напряжение на обмотки вибропривода.

Помимо того, что применение компрессора такой конструкции позволяет достигать более высокого рабочего давления вследствие применения датчика конечного положения, связанного с системой управления электромагнитного привода, в данном мембранном компрессоре можно контролировать состояние мембраны, поскольку при ее разрыве давление в камере около мембраны резко падает, для перемещения штока с последующим срабатыванием датчика конечного положения потребуется меньше усилия, что позволит снизить питающее напряжение и по этому показателю констатировать неисправность компрессора.

Технической проблемой рассмотренного решения является сложность получения данных с датчика, поскольку он находится на подвижном штоке, что снижает надежность работы компрессора.

Указанная техническая проблема в мембранном насосе с контролем целостности мембраны, содержащем корпус электромагнитов, соединенный с корпусами клапанов, установленный посредством снабженных продольным сквозным каналом эластичных ножек на основании в нижней части кожуха насоса, содержащей выходной штуцер, и закрытый верхней частью кожуха насоса, где между установленными в корпусе электромагнитами расположен держатель постоянных магнитов, закрепленный с двух противоположных сторон на гибких мембранах, каждая гибкая мембрана герметично соединена с одним из корпусов клапанов, а в полости кожуха перед выходным штуцером установлен блок управления насосом, связанный с датчиком давления, решается тем, что датчик давления установлен в блоке управления открытого исполнения.

Датчик давления выполнен предпочтительно с функцией измерения температуры.

В качестве датчика давления и температуры может быть использован пьезорезистивный датчик ВМР280.

Основание образовано, как правило, в нижней части кожуха насоса в виде выпуклости внутрь полости кожуха, содержащей фильтрующий элемент и закрытой крышкой с отверстиями. Внутри выпуклости может быть установлен второй датчик давления предпочтительно с функцией измерения температуры.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности мембранного насоса с контролем целостности мембраны за счет стационарной установки датчика давления. Дополнительный технический результат выражается в упрощении монтажа и улучшении технологичности насоса, поскольку датчик давления установлен в блоке управления.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, заявляемое техническое решение применимо в машиностроении в конструкции электромагнитных мембранных насосов, поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".

Заявляемая полезная модель представлена на следующих рисунках.

На фиг. 1 показан мембранный насос с контролем целостности мембраны в сборе, вид сбоку в продольном разрезе.

На фиг. 2 приведен мембранный насос с контролем целостности мембраны в разрезе Α-A на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен мембранный насос с контролем целостности мембраны без верхней части кожуха в аксонометрии.

Мембранный насос с контролем целостности мембраны (фиг. 1, фиг. 2) содержит корпус 1 электромагнитов 2, соединенный с корпусами 3 клапанов 4, 5 и размещенный в кожухе 6, состоящем из нижней части 7 и верхней части 8. Корпус 1 электромагнитов 2 выполнен, как правило, с донной частью 9, с которой соединены эластичные ножки 10, связывающие корпус 1 с основанием 11 в нижней части 7 кожуха 6 насоса, снабженной выходным штуцером 12, и закрыт верхней частью 8 кожуха 6 насоса. По меньшей мере одна эластичная ножка 10 может быть снабжена продольным сквозным каналом 13, соединяющим полость корпуса 1 электромагнитов 2 с внешней средой. В то же время корпус 1 электромагнитов 2 установлен на основании 11 посредством, как правило, четырех эластичных ножек 10, каждая из которых снабжена продольным сквозным каналом 13. Основание 11 образовано нижней частью 7 кожуха 6 насоса преимущественно в виде выпуклости внутрь полости кожуха 6. При этом выпуклостью внутрь полости кожуха 6 с наружной стороны нижней части 7 кожуха 6 сформировано гнездо 14, в котором установлен фильтрующий элемент 15, закрытое перфорированной крышкой 16.

Между установленными в корпусе 1 электромагнитами 2 расположен держатель 17 постоянных магнитов 18, закрепленный с двух противоположных сторон на гибких мембранах 19. Каждая гибкая мембрана 19 герметично соединена с одним из корпусов 3 клапанов 4, 5, состоящим, как правило, из впускной камеры 20, промежуточной камеры 21 и выпускной камеры 22, причем мембрана 19 по периметру соединена с промежуточной камерой 21. Каждый корпус 3 клапанов 4, 5 выполнен предпочтительно содержащим крышку 23, посредством которой сформированы впускная камера 20 и выпускная камера 22, а также выходное отверстие 24 выпускной камеры 22 каждого корпуса 3 клапанов 4, 5, обращенное в полость, сформированную совместно нижней частью 7 кожуха 6 и верхней частью 8 кожуха 6. Вход 25 во впускную камеру 20 организован, как правило, из корпуса 1 электромагнитов 2, а выход образован через клапан 4 однонаправленно в промежуточную камеру 21, выход из промежуточной камеры 21 выполнен через клапан 5 однонаправленно в выпускную камеру 22, снабженную выходным отверстием 24.

В полости кожуха 6 установлен блок 26 управления работой насоса, размещенный в нижней части 7 кожуха 6 насоса. Посадочное место с установленным на нем блоком 26 управления работой насоса образовано перед выходным штуцером 12. Блок 26 управления имеет открытое исполнение и состоит, как правило, из основания, установленных на нем электронных элементов и радиатора. Блок 26 управления электрически связан с датчиком 27 давления, установленным на блоке 26 и контролирующим состояние давления внутри полости кожуха 6 при работе мембранного насоса. Датчик 27 давления может быть выполнен с функцией измерения температуры. В качестве такого датчика предпочтительно использование пьезорезистивного датчика ВМР280 (Bosch Module Pressure), известный из открытых источников, например, https://3d-diy.ru/wiki/arduino-datchiki/sensor-bmp280/. Кроме того, в гнезде 14 нижней части 7 кожуха 6 может быть установлен второй датчик 28 давления с функцией измерения температуры, также ВМР280.

При включении насоса электромагниты 2 подключаются своими обмотками к электросети переменного тока, формируя переменное электромагнитное поле. Постоянные магниты 18 на держателе 17 поочередно взаимодействуют своими магнитными полями с электромагнитными полями электромагнитов 2, перемещаясь под их воздействием в ту или другую сторону вместе с держателем 17, концы которого воздействуют на гибкие мембраны 19, нажимая на них или оттягивая внутрь корпуса 1 электромагнитов 2. При оттягивании мембраны 19 в промежуточной камере 21 корпуса 3 клапанов 4, 5 возникает разрежение, способствующее открытию клапана 4 впускной камеры 20, откуда поступает воздух, забираемый из корпуса 1 электромагнитов 2 через предназначенный для этого вход 25. В корпус 1 электромагнитов 2 воздух поступает через сквозные каналы 13 эластичных ножек 10 непосредственно из окружающей среды или через фильтрующий элемент 15 в гнезде 14 нижней части 7 кожуха 6, где установлен второй датчик 28 давления с функцией измерения температуры, контролирующий атмосферное давление и температуру окружающей среды. При нажатии на мембрану 19 давление в промежуточной камере 21 возрастает, клапан 4 впускной камеры 20 закрывается и открывается клапан 5 выпускной камеры 22, куда под давлением поступает воздух из промежуточной камеры 21. Далее воздух уходит в выходное отверстие 24 выпускной камеры 22 каждого корпуса 3 клапанов 4, 5 в полость, сформированную совместно нижней частью 7 кожуха 6 и верхней частью 8 кожуха 6. Давление воздуха в этой полости возрастает и воздух выходит из насоса через выходной штуцер 12 нижней части 7 кожуха 6 насоса, предварительно пройдя через блок 26 управления работой насоса и связанный с ним датчик давления 27, охладив при этом электронные элементы. Падение давления воздуха на выходе из насоса свидетельствует о разрыве мембраны 19 или дефекте клапанов 4,5. Повышение температуры воздуха может быть сигналом о перегреве обмоток электромагнитов 2 из-за их замыкания между собой. В качестве базового сигнала для сравнения давления и температуры на выходе насоса могут быть использованы сигналы со второго датчика 28 давления.

Таким образом, повышена надежность мембранного насоса с контролем целостности мембраны за счет стационарной установки датчика давления, а также упрощен монтаж и улучшена технологичность насоса, поскольку датчик давления установлен в блоке управления.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают полезную модель, и что специалисты в данной области техники будут способны разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отступления от объема приложенной формулы полезной модели. Сам по себе тот факт, что определенные критерии перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы полезной модели, не указывает, что комбинация этих критериев не может быть использована для получения положительного эффекта.

Claims (6)

1. Мембранный насос с контролем целостности мембраны, содержащий корпус электромагнитов, соединенный с корпусами клапанов, установленный посредством снабженных продольным сквозным каналом эластичных ножек на основании в нижней части кожуха насоса, содержащей выходной штуцер, и закрытый верхней частью кожуха насоса, где между установленными в корпусе электромагнитами расположен держатель постоянных магнитов, закрепленный с двух противоположных сторон на гибких мембранах, каждая гибкая мембрана герметично соединена с одним из корпусов клапанов, а в полости кожуха перед выходным штуцером установлен блок управления насосом, связанный с датчиком давления, отличающийся тем, что датчик давления установлен в блоке управления открытого исполнения.

2. Мембранный насос по п. 1, отличающийся тем, что датчик давления выполнен с функцией измерения температуры.

3. Мембранный насос по п. 2, отличающийся тем, что в качестве датчика давления и температуры использован пьезорезистивный датчик ВМР280.

4. Мембранный насос по п. 1, отличающийся тем, что основание образовано в нижней части кожуха насоса в виде выпуклости внутрь полости кожуха, содержащей фильтрующий элемент, и закрытой крышкой с отверстиями.

5. Мембранный насос по п. 4, отличающийся тем, что внутри выпуклости установлен второй датчик давления.

6. Мембранный насос по п. 5, отличающийся тем, что второй датчик давления выполнен с функцией измерения температуры.

Images