RU2278993C1 - Diaphragm pump (versions) - Google Patents
Diaphragm pump (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278993C1 RU2278993C1 RU2004130931/06A RU2004130931A RU2278993C1 RU 2278993 C1 RU2278993 C1 RU 2278993C1 RU 2004130931/06 A RU2004130931/06 A RU 2004130931/06A RU 2004130931 A RU2004130931 A RU 2004130931A RU 2278993 C1 RU2278993 C1 RU 2278993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- sides
- valves
- suction
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для перекачивания и дозирования токсичных, агрессивных, стерильных, пищевых и других жидкостей.The invention relates to the field of engineering and can be used for pumping and dosing toxic, aggressive, sterile, food and other liquids.
Мембранные насосы с электромагнитным приводом находят все большее применение ввиду простоты конструкции, отсутствия сальников, применения современных материалов для мембран, простоты регулирования производительности и незначительных энергозатрат.Diaphragm pumps with an electromagnetic drive are increasingly used due to the simplicity of design, the absence of gaskets, the use of modern materials for membranes, the ease of regulation of performance and low energy consumption.
Известны мембранные насосы для перекачки растворов агрессивных веществ и других жидкостей (1), (2). В качестве прототипа выбран мембранный насос (3), содержащий две дозирующие головки, две эластичные мембраны, электромагнитный привод с двумя соленоидами и подвижный якорь, связанный с помощью толкателя с мембранами. Ярмо каждого из соленоидов имеет резьбовые вкладыши, которые являются упорами для диска якоря и могут при своем повороте одновременно перемещаться вдоль оси якоря в противоположных направлениях. Мембраны выполнены из листового эластичного материала и закреплены между двумя конусными поверхностями с углом конуса 45° по отношению к плоскости мембран.Known diaphragm pumps for pumping solutions of aggressive substances and other liquids (1), (2). As a prototype, a diaphragm pump (3) was selected, containing two metering heads, two elastic membranes, an electromagnetic drive with two solenoids, and a movable armature connected by a pusher to the membranes. The yoke of each of the solenoids has threaded inserts, which are stops for the armature disk and, when turning, can simultaneously move along the axis of the armature in opposite directions. The membranes are made of sheet elastic material and are fixed between two conical surfaces with a cone angle of 45 ° with respect to the plane of the membranes.
Указанный насос, имея определенные преимущества перед другими аналогами, все же не лишен некоторых недостатков.The specified pump, having certain advantages over other analogues, is still not without some drawbacks.
Максимальная производительность указанного мембранного насоса определяется ходом якоря, частотой его колебаний и площадью мембраны. Якорь жестко связан с мембраной и его ход обычно незначителен, а частота генерации, создаваемая мультивибратором, в указанном случае может меняться от 0,05 до 3 Гц, что не позволяет получить высокую производительность. Мембраны насоса выполнены из листового эластичного материала и закреплены между конусными поверхностями. Такое крепление действительно создает надежный захват, но листовой материал на конусной поверхности образует складки, по которым возможны утечки из полости нагнетания. В указанном насосе две дозирующие головки с шариковыми клапанами и эластичными мембранами установлены с обеих сторон разъемного корпуса. Шариковые клапаны при работе насоса создают ударные нагрузки, а при перекачке агрессивных жидкостей это приводит к их быстрому износу. При работе насоса на общую магистраль требуется дополнительное соединение головок. Напряжение питания на обмотки соленоидов подается поочередно от блока питания прямоугольных импульсов, при этом давление нагнетания создается то в правой, то в левой дозирующей головке, что создает переменные нагрузки на крепеж головок и опору насоса. В качестве генератора прямоугольных импульсов напряжения использован симметричный мультивибратор, в плечи которого включены обмотки соленоидов. Это достаточно сложный прибор, что усложняет эксплуатацию насоса.The maximum performance of the specified diaphragm pump is determined by the course of the armature, the frequency of its oscillations and the area of the membrane. The anchor is rigidly connected to the membrane and its course is usually insignificant, and the generation frequency created by the multivibrator in this case can vary from 0.05 to 3 Hz, which does not allow to obtain high performance. The pump diaphragms are made of elastic sheet material and fixed between the conical surfaces. Such fastening does create a reliable grip, but the sheet material on the conical surface forms folds along which leakages from the injection cavity are possible. In said pump, two metering heads with ball valves and elastic membranes are mounted on both sides of the split housing. Ball valves create shock loads during pump operation, and when pumping aggressive liquids this leads to their rapid wear. When the pump is operating on a common line, an additional connection of the heads is required. The supply voltage to the solenoid windings is supplied alternately from the rectangular pulse power supply, while the discharge pressure is created either in the right or in the left dosing head, which creates variable loads on the fixture of the heads and the pump support. As a generator of rectangular voltage pulses, a symmetric multivibrator is used, in the shoulders of which are included solenoid windings. This is a rather complicated device, which complicates the operation of the pump.
Техническим результатом изобретения является получение высокой производительности при упрощении ее регулирования в сочетании с простотой конструкции и увеличением надежности.The technical result of the invention is to obtain high performance while simplifying its regulation, combined with simplicity of design and increased reliability.
Согласно первому варианту технический результат достигается тем, что в предлагаемом мембранном насосе на мембранах из плоского эластичного материала с двух сторон выполнены концентрические проточки таким образом, что в разрезе образован волновой профиль, и ими же образована общая рабочая камера. С двух сторон этой камеры установлены электромагнитные приводы, якоря которых жестко соединены с мембранами, а их усилия направлены в разные стороны. В рабочую камеру установлены всасывающий и нагнетательный клапаны, которые выполнены из неметаллического материала в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной. Такое конструктивное решение позволяет удвоить производительность насоса за каждый цикл его работы, но так как эти циклы повторяются с частотой 3000 колебаний в минуту, то общая производительность насоса достаточно высокая. Так как одновременные движения якорей электромагнитов направлены в разные стороны, то волнообразная поверхность мембран, которые жестко закреплены на якорях, при движении последних вызывает в них только изгибающие усилия, что увеличивает срок их службы. Клапаны насоса, выполненные из неметаллического материала в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной, позволяют применять насос для перекачивания любых агрессивных, стерильных и пищевых жидкостей при резком уменьшении шума и увеличении надежности. Регулировка производительности насоса осуществляется изменением напряжения питания на обмотки катушек электромагнитов путем поворота ручки регулятора напряжения, при этом уменьшается или увеличивается усилие притяжения якорей, а следовательно, амплитуда колебаний жестко связанных с ними мембран, что приведет к изменению объема вытесняемой жидкости. Простота такой регулировки очевидна. Кроме того, в насосе нет ни вращающихся, ни трущихся частей, что обеспечивает безопасность и дополнительную надежность его работы.According to the first embodiment, the technical result is achieved by the fact that in the proposed membrane pump, concentric grooves are made on the membranes of flat elastic material on both sides so that a wave profile is formed in the section, and they also form a common working chamber. On both sides of this chamber are installed electromagnetic actuators, the anchors of which are rigidly connected to the membranes, and their efforts are directed in different directions. Suction and discharge valves are installed in the working chamber, which are made of non-metallic material in the form of a single part with a spherical head and a slotted spring. This design solution allows you to double the pump performance for each cycle of its operation, but since these cycles are repeated at a frequency of 3000 vibrations per minute, the overall pump performance is quite high. Since the simultaneous movements of the anchors of the electromagnets are directed in different directions, the wavy surface of the membranes, which are rigidly fixed to the anchors, when they move, causes only bending forces in them, which increases their service life. Pump valves made of non-metallic material in the form of a single part with a spherical head and slotted spring allow the pump to be used for pumping any aggressive, sterile and food liquids with a sharp decrease in noise and increased reliability. The performance of the pump is regulated by changing the supply voltage to the windings of the electromagnet coils by turning the handle of the voltage regulator, while the force of attraction of the anchors decreases or increases, and therefore, the amplitude of oscillations of the membranes rigidly connected with them, which will lead to a change in the volume of the displaced fluid. The simplicity of such an adjustment is obvious. In addition, the pump has no rotating or rubbing parts, which ensures safety and additional reliability of its operation.
На Фиг.1 представлен эскиз заявляемого устройства.Figure 1 presents a sketch of the inventive device.
Два электромагнитных привода 1, содержащих статор 2, катушки 3, якоря 4 и пружину 5, установлены с двух сторон общей рабочей камеры 6, которая образована опорой 12 и двумя плоскими эластичными мембранами 7, жестко соединенными с якорями 4 посредством прижимных винтов 8. Мембраны выполнены из листового эластичного материала, устойчивого к перекачиваемым средам (фторопласт), и имеют с двух сторон концентрические выемки, которые в разрезе образуют волновой профиль (Фиг.2). Толщина волновой части мембраны составляет от 1 до 6 мм, в зависимости от ее диаметра и величины давления нагнетания насоса. Общая рабочая камера снабжена всасывающим 9 и нагнетающим 10 клапанами. Устройство клапанов выполнено в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной из неметаллического материала (фторопласт).Two
Корпуса электромагнитов 1 и рабочая камера 6 уплотнены через мембрану 7 стяжкой шпилек 11 на опору 12, через которую устройство закрепляется на объекте.The cases of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При подаче напряжения одновременно на катушки 3 обоих электромагнитов 1 через однополупериодный выпрямитель и регулятор напряжения происходит намагничивание статоров 2, втягивание якорей 4 и сжатие пружин 5, при этом мембраны 1, жестко связанные прижимными винтами 8 с якорями 4, увеличивают объем общей рабочей камеры 6, и жидкость через всасывающий клапан 9 заполняет ее. В следующий полупериод напряжение на катушках электромагнитов отсутствует, и якоря 4 под действием усилия сжатия пружин перемещаются в обратном направлении, при этом мембраны 7 уменьшают объем камеры 6, вытесняя жидкость через нагнетательный клапан 10. Указанный цикл повторяется с частотой 3000 колебаний в минуту при амплитуде колебаний якорей 2 мм. Для примера, при параметрах насоса с мембраной диаметром 200 мм, жесткостью пружины 500кг/см и амплитудой колебания якоря 2 мм производительность его составляет 20м/ч.When voltage is applied simultaneously to the
Известен диафрагменный насос (4). Насос содержит установленную между корпусом и крышкой диафрагму, соединенную с приводом, всасывающий и нагнетательные клапаны. Диафрагма насоса выполнена в виде пакета пленок из полиэтилентерефталата толщиной 5-20 мкм, а уплотнительные элементы клапанов выполнены из того же материала толщиной 25-150 мкм. Насос может быть использован для перекачки агрессивных и стерильных жидкостей. Диафрагма в насосе работает на растяжение, и это при работе на большом давлении и больших расходах может вызвать сомнение в его надежности. Имеются насосы, мембраны которых выполнены с волновым профилем. Однако эти мембраны прессуются из резины и не пригодны для работы в стерильных или агрессивных средах.Known diaphragm pump (4). The pump contains a diaphragm mounted between the housing and the cover, connected to the actuator, suction and discharge valves. The pump diaphragm is made in the form of a package of films of polyethylene terephthalate with a thickness of 5-20 microns, and the sealing elements of the valves are made of the same material with a thickness of 25-150 microns. The pump can be used for pumping aggressive and sterile fluids. The diaphragm in the pump works in tension, and this, when operating at high pressure and high flow rates, can cast doubt on its reliability. There are pumps whose membranes are made with a wave profile. However, these membranes are pressed from rubber and are not suitable for use in sterile or aggressive environments.
Техническим результатом изобретения является получение высокой производительности при упрощении ее регулирования в сочетании с простотой конструкции и увеличением надежности.The technical result of the invention is to obtain high performance while simplifying its regulation, combined with simplicity of design and increased reliability.
Согласно второму варианту технический результат достигается тем, что в предлагаемом мембранном насосе на мембране из плоского эластичного материала с двух сторон выполнены концентрические проточки таким образом, что в разрезе образован волновой профиль, а всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены из неметаллического материала в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной. В предлагаемом устройстве мембрана выполнена из плоского листового фторопласта, который не подлежит прессованию.According to the second embodiment, the technical result is achieved by the fact that in the proposed membrane pump, concentric grooves are made on the membrane of flat elastic material on both sides so that a wave profile is formed in the cut, and the suction and discharge valves are made of non-metallic material in the form of a single part with a spherical head and slotted spring. In the proposed device, the membrane is made of a flat sheet of fluoroplastic, which cannot be pressed.
На Фиг.3 представлен эскиз заявленного устройства.Figure 3 presents a sketch of the claimed device.
Насос состоит из электромагнитного привода 1, содержащего статор 2, катушку 3, пружину 4 и якорь 5. Рабочая камера образована плоской эластичной мембраной 6, жестко соединенной с якорем 5 посредством прижимного винта 8 и крышкой 7. Мембрана выполнена из листового эластичного материала, устойчивого к перекачиваемым средам (фторопласт), и имеет с двух сторон концентрические выемки, которые в разрезе образуют волновой профиль (Фиг.2). Толщина волновой части мембраны составляет от 1 до 6 мм, в зависимости от ее диаметра и величины давления нагнетания насоса. Рабочая камера снабжена нагнетающим 9 и всасывающим 10 клапанами. Устройство клапанов выполнено в виде единой детали со сферической головкой и прорезной пружиной из неметаллического материала (фторопласт). Корпус электромагнита 1 и крышка 7 уплотнены через мембрану 6 и стянуты болтами 11. Крышка имеет отверстие 12, через которое устройство подвешивается к опоре. Насос имеет штуцеры подвода13 и отвода14 перекачиваемой жидкости.The pump consists of an
Подвешенное к опоре устройство работает как погружной насос. При подаче напряжения на катушки 3 электромагнита 1 через однополупериодный выпрямитель и регулятор напряжения происходит намагничивание статора 2, втягивание якоря 5 и сжатие пружин 4, при этом мембрана 6, жестко связанная прижимным винтом 8 с якорем 5, увеличивает объем рабочей камеры, и жидкость через всасывающий клапан 10 заполняет ее. В следующий полупериод напряжение на катушках электромагнита отсутствует, и якорь 5 под действием усилия сжатия пружины 4 перемещается в обратном направлении, при этом мембрана 6 уменьшает объем камеры, вытесняя жидкость через нагнетательный клапан 9. Указанный цикл повторяется с частотой 3000 колебаний в минуту. Для примера, насос с мембраной диаметром 90 мм, жесткостью пружины 100 кг/см и амплитудой колебания якоря 2 мм имеет производительность 0,5 м/ч с глубины 20 метров.The device suspended from the support acts as a submersible pump. When voltage is applied to the
Источники информацииInformation sources
1. Патент России №1753035, М. Кл. 6 F 04 B 43/00.1. Patent of Russia No. 1753035, M. Cl. 6 F 04 B 43/00.
2. Патент США №5011379, М. Кл. F 04 B 45/04.2. US Patent No. 5011379, M. Cl. F 04 B 45/04.
3. Патент России №2160383, М. Кл. 7 А 04 В 43/04.3. Patent of Russia No. 2160383, M. Cl. 7 A 04 B 43/04.
4. Патент России №1753035, Кл. 6 F 04 B 43/00.4. Patent of Russia No. 1753035, Cl. 6 F 04 B 43/00.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130931/06A RU2278993C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Diaphragm pump (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004130931/06A RU2278993C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Diaphragm pump (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004130931A RU2004130931A (en) | 2006-04-10 |
RU2278993C1 true RU2278993C1 (en) | 2006-06-27 |
Family
ID=36458482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004130931/06A RU2278993C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Diaphragm pump (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278993C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103104443A (en) * | 2013-01-25 | 2013-05-15 | 沈阳大学 | Oil drive diaphragm slurry pump |
-
2004
- 2004-10-22 RU RU2004130931/06A patent/RU2278993C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103104443A (en) * | 2013-01-25 | 2013-05-15 | 沈阳大学 | Oil drive diaphragm slurry pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004130931A (en) | 2006-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5335433B2 (en) | Diaphragm type circulation machine | |
US6071087A (en) | Ferroelectric pump | |
RU2376497C2 (en) | Linear compressor and its drive | |
US20080304979A1 (en) | Reaction Drive Energy Transfer Device | |
CA2645321A1 (en) | Fluidic energy transfer devices | |
US20090053074A1 (en) | Positive displacement pump and method of use thereof | |
US20200358346A1 (en) | Electric motor | |
JP2019075966A (en) | Reciprocating motor | |
RU2278993C1 (en) | Diaphragm pump (versions) | |
US6468057B1 (en) | Free piston pump | |
RU2462623C2 (en) | Energy-saving vibratory pump | |
AU2017326035B2 (en) | Heat engine with a dynamically controllable hydraulic outlet | |
RU2386056C2 (en) | Borehole vibration pump | |
US10953351B2 (en) | Continuous bubble removal method and continuous bubble removal apparatus | |
RU2639988C2 (en) | Liquid pump | |
US20190264679A1 (en) | Volumetric Pump | |
KR20100040195A (en) | Piezoelectric pump for microfluid devices | |
RU2160383C2 (en) | Diaphragm proportioning pump | |
KR20150137731A (en) | Piezoelectric pump for microfluid devices | |
RU2005911C1 (en) | Electromagnetic double-acting displacement pump | |
RU61365U1 (en) | VIBRATION PUMP | |
RU2000488C1 (en) | Vibropump | |
US3255956A (en) | Diaphragm type air pump | |
EP2733834B1 (en) | An improved magnetic circuit | |
RU2067216C1 (en) | Electromagnetic compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061023 |