RU2573069C2 - Membrane pump provided with leaks compensation inertial-control valve - Google Patents
Membrane pump provided with leaks compensation inertial-control valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573069C2 RU2573069C2 RU2013113209/06A RU2013113209A RU2573069C2 RU 2573069 C2 RU2573069 C2 RU 2573069C2 RU 2013113209/06 A RU2013113209/06 A RU 2013113209/06A RU 2013113209 A RU2013113209 A RU 2013113209A RU 2573069 C2 RU2573069 C2 RU 2573069C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- hydraulic chamber
- valve
- chamber
- working fluid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/06—Pumps having fluid drive
- F04B43/067—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/06—Pumps having fluid drive
- F04B43/073—Pumps having fluid drive the actuating fluid being controlled by at least one valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/0009—Special features
- F04B43/0081—Special features systems, control, safety measures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2210/00—Working fluid
- F05B2210/10—Kind or type
- F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
ОПИСАНИЕDESCRIPTION
Изобретение касается мембранного насоса, снабженного клапаном пополнения утечек с инерционным управлением, а также способа выбора размера клапана пополнения утечек.The invention relates to a diaphragm pump equipped with an inertia-controlled leak replenishment valve, as well as a method for selecting the size of the replenishment leak valve.
Мембранные насосы в общем случае имеют отделенную мембраной от гидравлической камеры нагнетательную камеру, при этом нагнетательная камера соединена соответственно с всасывающим присоединением и напорным присоединением. Наполняемая рабочей жидкостью гидравлическая камера может в этом случае нагружаться пульсирующим давлением рабочей жидкости. Посредством пульсирующего давления рабочей жидкости создается пульсирующее движение мембраны, благодаря чему объем нагнетательной камеры периодически увеличивается и уменьшается. Благодаря этому можно через всасывающее присоединение, которое соответствующим обратным клапаном соединено с нагнетательной камерой, всасывать нагнетаемую среду, когда объем нагнетательной камеры увеличивается, и через напорное присоединение, которое тоже соответствующим обратным клапаном соединено с нагнетательной камерой, снова выпускать ее под давлением, когда объем нагнетательной камеры уменьшается.Diaphragm pumps generally have a discharge chamber separated by a membrane from the hydraulic chamber, the pressure chamber being connected respectively to a suction connection and a pressure connection. In this case, the hydraulic chamber filled with the working fluid may be loaded with the pulsating pressure of the working fluid. By means of the pulsating pressure of the working fluid, a pulsating movement of the membrane is created, due to which the volume of the discharge chamber periodically increases and decreases. Due to this, it is possible to suck in the injected medium through the suction connection, which is connected with the discharge chamber by the corresponding non-return valve, when the volume of the pressure chamber increases, and through the pressure connection, which is also connected by the corresponding check valve to the discharge chamber, release it again under pressure when the discharge volume camera shrinks.
В качестве рабочей жидкости, как правило, применяется гидравлическое масло. В принципе, могут, однако, также применяться другие надлежащие жидкости, такие как, например, вода с растворимой в воде минеральной добавкой.As a working fluid, hydraulic oil is usually used. In principle, however, other suitable liquids may also be used, such as, for example, water with a water-soluble mineral additive.
С помощью мембраны подлежащая нагнетанию среда отделяется от привода, благодаря чему, с одной стороны, привод огражден от вредных влияний нагнетаемой среды, а с другой стороны, также нагнетаемая среда ограждена от вредных влияний привода, например загрязнений.With the help of a membrane, the medium to be pumped is separated from the drive, due to which, on the one hand, the drive is protected from the harmful effects of the pumped medium, and on the other hand, the pumped medium is also protected from the harmful effects of the pump, such as contaminants.
Пульсирующее давление рабочей жидкости часто обеспечивается с помощью подвижного поршня, который находится в контакте с рабочей жидкостью.The pulsating pressure of the working fluid is often provided by a movable piston that is in contact with the working fluid.
Поршень при этом, например, совершает возвратно-поступательное движение в полом цилиндрическом элементе, благодаря чему объем гидравлической камеры уменьшается и увеличивается, что приводит к повышению и понижению давления в гидравлической камере, а также в результате к движению мембраны.In this case, for example, the piston reciprocates in the hollow cylindrical element, due to which the volume of the hydraulic chamber decreases and increases, which leads to an increase and decrease in pressure in the hydraulic chamber, and also as a result of the movement of the membrane.
Несмотря на самые разные меры, которые должны препятствовать обтеканию поршня рабочей жидкостью, на практике нельзя исключить, что при каждом процессе хода небольшое количество рабочей жидкости будет теряться через узкий остающийся зазор между поршнем и полым цилиндрическим элементом, из-за чего постепенно количество рабочей жидкости в гидравлической камере уменьшается. Вследствие этого нагнетательный ход выполняется мембраной уже не полностью, так как уже недостаточно рабочей жидкости имеется в распоряжении для движения напора мембраны.Despite the most diverse measures that should prevent the piston from flowing around the piston with working fluid, it cannot be excluded in practice that with each stroke process a small amount of working fluid will be lost through the narrow remaining gap between the piston and the hollow cylindrical element, due to which the amount of working fluid gradually the hydraulic chamber is reduced. As a result of this, the discharge stroke is no longer completely carried out by the membrane, since there is already not enough working fluid available to move the pressure of the membrane.
Поэтому, например, в DE 1034030 уже предлагалось соединить гидравлическую камеру через промежуточный клапан, так называемый клапан пополнения утечек, с запасом рабочей жидкости.Therefore, for example, in DE 1034030 it was already proposed to connect the hydraulic chamber through an intermediate valve, the so-called leak replenishment valve, with a supply of working fluid.
Благодаря этому клапану пополнения утечек рабочая жидкость в гидравлической камере может при необходимости пополняться. При этом, однако, необходимо следить за тем, чтобы не слишком много рабочей жидкости поступало в гидравлическую камеру, так как тогда мембрана в нагнетательном ходе слишком далеко движется внутрь нагнетательной камеры и при известных обстоятельствах попадает в контакт с клапанами или другими конструктивными элементами и повреждается.Thanks to this replenishment valve, the hydraulic fluid in the hydraulic chamber can be replenished if necessary. In this case, however, it is necessary to ensure that not too much working fluid enters the hydraulic chamber, since then the membrane in the discharge path moves too far into the discharge chamber and, under certain circumstances, gets in contact with valves or other structural elements and is damaged.
С этой целью клапан пополнения утечек имеет, как правило, замыкающий орган, который может совершать возвратно-поступательное движение между закрытым положением, в котором проход клапана закрыт, и открытым положением, в котором проход клапана открыт, например, в виде замыкающего шарика. Этот замыкающий орган с помощью нажимного элемента, например пружины, предварительно натянут в закрытом положении. Этот нажимной элемент рассчитан таким образом, что только тогда, когда давление в гидравлической камере меньше, чем установочное давление pL, замыкающий орган перемещается в направлении открытого положения.To this end, the leak replenishment valve has, as a rule, a closing member that can reciprocate between a closed position in which the valve passage is closed and an open position in which the valve passage is open, for example in the form of a closing ball. This locking body with the help of a pressing element, such as a spring, is pre-tensioned in the closed position. This pressure element is designed in such a way that only when the pressure in the hydraulic chamber is less than the set pressure p L , the closing member moves in the open direction.
Так как во время хода всасывания, т.е. во время движения поршня назад, принудительно происходит уменьшение давления в гидравлической камере, установочное давление pL должно быть отрегулировано таким образом, чтобы во время хода всасывания жидкость не могла попадать через клапан пополнения утечек в гидравлическую камеру. Только в конце хода всасывания, когда поршень уже почти не движется, через клапан пополнения утечек должна пополняться возможно недостающая рабочая жидкость.Since during the suction stroke, i.e. while the piston is moving backward, the pressure in the hydraulic chamber is forcibly reduced, the set pressure p L must be adjusted so that during the suction stroke the liquid cannot enter the hydraulic chamber through the replenishment valve. Only at the end of the suction stroke, when the piston is almost no longer moving, should a possibly lacking working fluid be replenished through the leakage replenishment valve.
При этом следует следить за тем, чтобы в конце нагнетательного хода в нагнетательной камере действовало максимальное давление. Теперь, когда начинается ход всасывания, мембрана будет двигаться в направлении гидравлической камеры, пока давление в нагнетательной камере не упадет до статического давления на всасывающем присоединении. Когда ход всасывания продолжается, то это приводит к гидравлическому удару, так называемому удару Жуковского, так как в нагнетательной камере теперь нагнетаемая среда подводится через всасывающее присоединение, что приводит к резкому изменению скорости во всасывающем трубопроводе. Этот гидравлический удар приводит к высокочастотному колебанию давления в гидравлической камере. Кратковременно давление в гидравлической камере чрезмерно уменьшается.In this case, it must be ensured that at the end of the discharge stroke the maximum pressure acts in the discharge chamber. Now, when the suction stroke begins, the membrane will move towards the hydraulic chamber until the pressure in the discharge chamber drops to the static pressure at the suction connection. When the suction stroke continues, this leads to a hydraulic shock, the so-called Zhukovsky shock, since in the discharge chamber the pumped medium is now supplied through the suction connection, which leads to a sharp change in speed in the suction pipe. This water hammer leads to a high-frequency pressure fluctuation in the hydraulic chamber. Briefly, the pressure in the hydraulic chamber decreases excessively.
Чтобы предотвратить открытие клапана пополнения утечек во время этого гидравлического удара и вместе с тем возможность течения рабочей жидкости в гидравлическую камеру, установочное давление pL должно устанавливаться соответственно небольшим, что означает, что нажимной элемент клапана пополнения утечек должен иметь относительно большие размеры.To prevent the opening of the replenishment valve during this hydraulic shock and at the same time the possibility of the flow of the working fluid into the hydraulic chamber, the set pressure p L must be set accordingly small, which means that the pressure element of the replenishment valve must be relatively large.
Однако у известных мембранных насосов это является недостатком, так как в конце хода всасывания теперь трудно установить давление ниже установочного давления клапана пополнения утечек. Поэтому должны приниматься соответственно конструктивные меры, чтобы обеспечить, чтобы в конце хода всасывания клапан пополнения утечек действительно открывался, когда в гидравлической камере содержится слишком мало рабочей жидкости. Это повышает стоимость мембранного насоса.However, with the known diaphragm pumps this is a drawback, since at the end of the suction stroke it is now difficult to set the pressure below the set pressure of the replenishment valve. Therefore, appropriate design measures must be taken to ensure that at the end of the suction stroke the replenishment valve actually opens when too little hydraulic fluid is contained in the hydraulic chamber. This increases the cost of the diaphragm pump.
В документе US 5,655,894 раскрыт гидравлический мембранный насос с клапаном пополнения утечек. При этом установлен с возможностью перемещения поршень, с помощью которого клапан пополнения утечек может отсоединяться от гидравлической камеры или соединяться с ней.US 5,655,894 discloses a hydraulic diaphragm pump with a leak replenishment valve. At the same time, a piston is installed with the possibility of movement, with the help of which the leak replenishment valve can be disconnected from the hydraulic chamber or connected to it.
Поэтому, исходя из описанного уровня техники, задачей настоящего изобретения является предложить мембранный насос, снабженный клапаном пополнения утечек, который уменьшит или даже преодолеет названные недостатки. Кроме того, задачей настоящего изобретения является предложить способ выбора размеров клапана пополнения утечек, который уменьшит или даже устранит названные недостатки.Therefore, based on the described prior art, it is an object of the present invention to provide a diaphragm pump equipped with a leakage replenishment valve that will reduce or even overcome these drawbacks. In addition, an object of the present invention is to provide a method for selecting the size of a replenishment valve for leaks, which will reduce or even eliminate these drawbacks.
Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью уже упомянутого мембранного насоса, у которого масса замыкающего органа имеет такую величину, что замыкающий орган при продолжающемся не больше одной миллисекунды гидравлическом ударе вследствие падения давления в гидравлической камере перемещается в направлении открытого положения не больше чем на 0,2 мм.This problem in accordance with the invention is solved with the help of the already mentioned diaphragm pump, in which the mass of the closing element has such a value that the closing element during a lasting no more than one millisecond hydraulic shock due to the pressure drop in the hydraulic chamber moves in the direction of the open position by no more than 0 , 2 mm.
Причем было установлено, что гидравлический удар, так называемый удар Жуковского, который возникает в тот момент, когда давление в нагнетательной камере падает до давления на всасывающем присоединении, является высокочастотным, т.е. возникает в течение интервала времени менее одной миллисекунды. В соответствии с изобретением теперь замыкающий орган выполняется таким образом, что его масса и вместе с тем его инерция массы имеет такую величину, что при таком гидравлическом ударе вследствие инерции массы замыкающий орган не может двигаться в направлении открытого положения более чем на 0,2 мм. Так как по истечении одной миллисекунды давление уже снова поднялось, движение замыкающего органа прекращается. Обычно движение замыкающего органа менее чем на 0,2 мм настолько мало, что получающийся при этом открытый зазор для рабочей жидкости слишком мал, чтобы пропустить значительное количество рабочей жидкости в гидравлическую камеру.Moreover, it was found that the hydraulic shock, the so-called Zhukovsky shock, which occurs at the moment when the pressure in the discharge chamber drops to the pressure at the suction connection, is high-frequency, i.e. occurs during a time interval of less than one millisecond. According to the invention, the closure body is now made in such a way that its mass and, at the same time, its mass inertia are such that, with such a hydraulic shock, due to mass inertia, the closure body cannot move more than 0.2 mm in the open position. Since after one millisecond the pressure has already risen again, the movement of the closing organ stops. Typically, the movement of the closing member is less than 0.2 mm so small that the resulting open gap for the working fluid is too small to allow a significant amount of working fluid to pass into the hydraulic chamber.
В случае если это небольшое количество все же нежелательно, в одном из предпочтительных вариантов осуществления предусмотрено, что замыкающий орган при продолжающемся не более одной миллисекунды гидравлическом ударе вследствие падения давления в гидравлической камере движется не более чем на 0,1 мм в направлении открытого положения.In the event that this small amount is still undesirable, in one of the preferred embodiments it is provided that the closing member with a continuous shock of no more than one millisecond due to a pressure drop in the hydraulic chamber moves no more than 0.1 mm in the open direction.
Разумеется, что вследствие удара Жуковского гидравлический удар может привести максимально к опусканию давления в гидравлической камере до 0 бар. Пример расчета массы замыкающего органа приводится ниже.Of course, as a result of the Zhukovsky shock, a hydraulic shock can lead to a maximum pressure drop in the hydraulic chamber to 0 bar. An example of calculating the mass of the closing member is given below.
Фактически, несмотря на гидравлический удар, давление в гидравлической камере будет опускаться не до 0 бар, а до некоторого минимального давления pmin. Это минимальное давление pmin зависит от выбранных параметров процесса, таких как, например, статическое давление на всасывающем присоединении насоса, скорость поршня и объемы гидравлической камеры и нагнетательной камеры.In fact, despite the water hammer, the pressure in the hydraulic chamber will not fall to 0 bar, but to some minimum pressure p min . This minimum pressure p min depends on the selected process parameters, such as, for example, the static pressure at the suction connection of the pump, the piston speed and the volumes of the hydraulic chamber and discharge chamber.
В то время как в уровне техники обычно установочное давление pL меньше pmin, в одном из предпочтительных вариантов осуществления теперь pL может быть больше pmin. Поэтому возвратная пружина клапана пополнения утечек может иметь меньшие размеры, что значительно упрощает обращение с насосом.While in the prior art, typically, the set pressure p L is less than p min , in one preferred embodiment, now p L may be greater than p min . Therefore, the return spring of the replenishment valve can be smaller, which greatly simplifies the handling of the pump.
С точки зрения способа выбора размеров клапана пополнения утечек мембранного насоса вышеназванная задача решается за счет того, что массу замыкающего органа выбирают таким образом, чтобы замыкающий орган при продолжающемся не более одной миллисекунды гидравлическом ударе вследствие падения давления в гидравлической камере перемещался не более чем на 0,2 мм, предпочтительно не более чем на 0,1 мм, в направлении открытого положения.From the point of view of the method for selecting the size of the replenishment valve of the diaphragm pump leaks, the aforementioned problem is solved due to the fact that the mass of the closing body is selected so that the closing body with a hydraulic shock lasting no more than one millisecond due to pressure drop in the hydraulic chamber moves no more than 0 2 mm, preferably not more than 0.1 mm, in the open direction.
Другие преимущества, признаки и возможности применения настоящего изобретения поясняются с помощью последующего описания одного из предпочтительных вариантов осуществления, а также соответствующих чертежей. Показано:Other advantages, features and applications of the present invention are explained by the following description of one of the preferred embodiments, as well as the corresponding drawings. Shown:
фиг. 1 - вид с частичным разрезом мембранного насоса уровня техники;FIG. 1 is a partially cutaway view of a prior art diaphragm pump;
фиг. 2 - изменение давления в зависимости от времени в гидравлической камере во время хода всасывания иFIG. 2 - pressure change depending on the time in the hydraulic chamber during the suction stroke and
фиг. 3 - вид сечения клапана пополнения утечек по одному из вариантов осуществления изобретения.FIG. 3 is a sectional view of a leak replenishment valve according to one embodiment of the invention.
На фиг. 1 показаны основные части мембранного насоса на виде с частичным разрезом. Мембранный насос имеет мембрану 1, которая отделяет гидравлическую камеру 8 от нагнетательной камеры 9. Нагнетательная камера 9 посредством соответствующих обратных клапанов соединена с всасывающим присоединением и напорным присоединением. Гидравлическая камера 8 может с помощью поршня нагружаться пульсирующим давлением рабочей жидкости. В показанном варианте осуществления мембрана 1 соединена со смонтированной в монтажном пространстве 13 пружиной 10, которая служит для того, чтобы мембрана была предварительно напряжена в направлении гидравлической камеры. Вследствие пульсирующего давления рабочей жидкости мембрана также совершает возвратно-поступательное движение между стенками, благодаря чему объем нагнетательной камеры увеличивается и уменьшается. При уменьшении объема нагнетательной камеры находящаяся в нагнетательной камере нагнетаемая текучая среда через обратный клапан выпускается на напорном выходе. Когда объем нагнетательной камеры вследствие обратного движения мембраны 1 увеличивается, через обратный клапан из всасывающего присоединения всасывается нагнетаемая текучая среда. Поэтому при периодическом движении мембраны периодически из всасывающего присоединения всасывается нагнетаемая текучая среда и выпускается через напорное присоединение при более высоком давлении.In FIG. 1 shows the main parts of a diaphragm pump in a partially cutaway view. The diaphragm pump has a membrane 1, which separates the
Мембрана удерживается между зажимными краями 11, 12. Благодаря возвратной пружине 10 может происходить выпучивание мембраны 1.The membrane is held between the clamping edges 11, 12. Due to the return spring 10, the membrane 1 can bulge.
Во время эксплуатации при известных обстоятельствах рабочая жидкость может вытекать через зазор 5 у поршня. Чтобы обеспечить, чтобы в гидравлической камере 8 всегда имелось достаточное количество рабочей жидкости, предусмотрен клапан 6 пополнения утечек, через который гидравлическая камера 8 соединена с запасом 15 рабочей жидкости. Этот клапан пополнения утечек имеет небольшой шарик, который прижимается к седлу клапана посредством пружины. Посредством пружины клапана 6 пополнения утечек устанавливается установочное давление pL. Если давление в гидравлической камере 8 падает ниже установочного давления pL, то шарик клапана пополнения утечек поднимается от седла клапана, и дополнительная рабочая жидкость из запаса 15 рабочей жидкости, который в общем случае находится под атмосферным давлением (1 бар), может течь в гидравлическую камеру 8, пока давление в гидравлической камере 8 не поднимется выше установочного давления pL, так как тогда пружина клапана 6 пополнения утечек снова прижмет шарик к седлу клапана и тем самым перекроет проход клапана.During operation, under known circumstances, the working fluid may flow out through the clearance 5 at the piston. In order to ensure that the
На чертеже, изображенном на фиг. 2, схематично показано давление в гидравлической камере во время входа всасывания в зависимости от времени. В начале хода всасывания давление в гидравлической камере соответствует примерно тому давлению, с которым насос выпускает нагнетаемую текучую среду из напорного присоединения. Это давление значительно выше, чем статическое давление всасывающего трубопровода. Разумеется, что давление в гидравлической камере дополнительно определятся возвратной пружиной 10. Эта разность давлений в дальнейшем, однако, не рассматривается, так как она не существенна для изобретения.In the drawing of FIG. 2, the pressure in the hydraulic chamber at the time of suction inlet is schematically shown. At the beginning of the suction stroke, the pressure in the hydraulic chamber corresponds approximately to the pressure with which the pump releases the pumped fluid from the pressure connection. This pressure is much higher than the static pressure of the suction pipe. Of course, the pressure in the hydraulic chamber is additionally determined by the return spring 10. This pressure difference is not further considered, however, since it is not essential for the invention.
Ход всасывания начинается, когда поршень движется назад, т.е. в показанном на фиг. 1 варианте осуществления движется вправо. Это приводит сначала к тому, что давление в гидравлической камере медленно снижается, и так как давление в нагнетательной камере больше, мембрана будет двигаться вправо, т.е. в направлении гидравлической камеры. При этом давление в нагнетательной камере будет медленно падать, пока оно не достигнет статического давления на всасывающем присоединении pso. Когда давление упадет еще больше, соответствующий обратный клапан, который соединяет нагнетательную камеру с всасывающим присоединением, откроется, и нагнетаемая текучая среда будет подтекать через всасывающее присоединение. В тот момент, в который давление в нагнетательной камере достигнет, таким образом, статического давления на всасывающем присоединении, во всасывающем трубопроводе произойдет резкое изменение скорости текучей среды. Это изменение Δv скорости приводит к так называемому удару Жуковского Δpst=ρ·a·Δv, где ρ - плотность нагнетаемой среды, а a - скорость распространения волны в наполненной жидкостью всасывающей трубе.The suction stroke starts when the piston moves backwards, i.e. shown in FIG. 1 of the embodiment moves to the right. This first leads to the fact that the pressure in the hydraulic chamber decreases slowly, and since the pressure in the discharge chamber is greater, the membrane will move to the right, i.e. in the direction of the hydraulic chamber. In this case, the pressure in the discharge chamber will slowly drop until it reaches the static pressure at the suction connection p so . When the pressure drops even more, the corresponding check valve that connects the discharge chamber to the suction connection will open and the pumped fluid will leak through the suction connection. At that moment in which the pressure in the discharge chamber thus reaches the static pressure at the suction connection, a sharp change in the fluid velocity will occur in the suction pipe. This change in the velocity Δv leads to the so-called Zhukovsky shock Δp st = ρ · a · Δv, where ρ is the density of the injected medium and a is the wave propagation velocity in the suction pipe filled with liquid.
Этот удар Жуковского в нагнетательной камере приводит к гидравлическому удару в нагнетательной камере, так как обе камеры соединены посредством мембраны.This Zhukovsky shock in the discharge chamber leads to a hydraulic shock in the discharge chamber, since both chambers are connected by means of a membrane.
Видно, что через определенное время после начала хода s всасывания давление pн в гидравлической камере внезапно опускается на короткий интервал времени (Δpst). Вскоре после этого оно снова сильно поднимается, так что получается высокочастотное быстро затухающее колебание давления. Сразу видно, что гидравлический удар может привести к снижению давления максимум до p=0. Фактически, однако, давление в гидравлической камере будет опускаться не до 0, а до некоторого минимального давления pmin, которое задано рабочими параметрами и конструкцией мембранного насоса.It can be seen that after a certain time after the start of the suction stroke s, the pressure p n in the hydraulic chamber suddenly drops to a short time interval (Δp st ). Shortly thereafter, it rises again strongly, so that a high-frequency, rapidly decaying pressure oscillation is obtained. It is immediately clear that water hammer can lead to a decrease in pressure to a maximum of p = 0. In fact, however, the pressure in the hydraulic chamber will not drop to 0, but to a certain minimum pressure p min , which is set by the operating parameters and design of the diaphragm pump.
Чтобы предотвратить открытие клапана пополнения утечек при падающем до pmin гидравлическом ударе, в уровне техники предусмотрено, что установочное давление pL меньше, чем pmin.In order to prevent the opening of the replenishment valve when a hydraulic shock drops to p min , it is provided in the prior art that the set pressure p L is less than p min .
Благодаря предлагаемой изобретением мере установочное давление pL может, однако, выбираться значительно больше, чем pmin, пока pL меньше, чем среднее давление pm в гидравлической камере.Due to the measure proposed by the invention, the set pressure p L can, however, be selected significantly more than p min , while p L is less than the average pressure p m in the hydraulic chamber.
В основу изобретения положен известный факт, что гидравлический удар возникает только в течение очень короткого интервала времени Δts<1 миллисекунды.The basis of the invention is the well-known fact that water hammer occurs only within a very short time interval Δts <1 millisecond.
Масса замыкающего органа в соответствии с изобретением выбирается такой величины, чтобы такой гидравлический удар приводил только к ходу, равному менее чем 0,2 мм или, соответственно, предпочтительно менее чем 0,1 мм.The mass of the locking member according to the invention is selected such that such a water hammer only results in a stroke of less than 0.2 mm or, accordingly, preferably less than 0.1 mm.
Один из предлагаемых изобретением клапанов пополнения утечек изображен на фиг. 3.One of the leak replenishment valves of the invention is shown in FIG. 3.
Этот клапан пополнения утечек имеет помещенный в корпусе 18 клапана замыкающий орган 16, который имеет замыкающий элемент 20, перекрывающий в закрытом положении отверстие в корпусе 18 клапана так, чтобы трубопровод 19 рабочей жидкости был отделен от гидравлической камеры 8. Замыкающий орган с помощью пружинного элемента 17 приводится с предварительным натягом в закрытое положение, которое показано на фиг. 3. Давление рабочей жидкости в объеме рабочей жидкости и вместе с тем давление в трубопроводе 19 остается по существу постоянным. Когда давление в гидравлической камере 8 опускается ниже установочного давления pL, которое по существу задается пружиной 17, то замыкающий орган 16 в показанном на фиг. 3 положении движется вверх, так что соединение между трубопроводом 19 и гидравлической камерой 8 открывается. В принципе, исходят из того, что когда замыкающий орган движется только на 0,2 мм, что зазора между корпусом 18 клапана и замыкающим элементом 20 недостаточно, чтобы выпустить значительное количество рабочей жидкости через трубопровод 19 в гидравлическую камеру.This leakage replenishment valve has a
Длина хода замыкающего органа Δs рассчитывается:The stroke length of the closing body Δs is calculated:
При этом Δt - продолжительность гидравлического удара, a b - ускорение, которое приобретает замыкающий орган вследствие гидравлического удара. Ускорение рассчитывается:In this case, Δt is the duration of the water hammer, and b is the acceleration that the closing member acquires due to the water hammer. Acceleration is calculated:
где F - сила, действующая на замыкающий орган, а m - масса замыкающего органа. Таким образом, получается:where F is the force acting on the closure organ, and m is the mass of the closure organ. Thus, it turns out:
или, соответственно,or respectively
Если исходить из того, что гидравлический удар продолжается не больше 1 миллисекунды, т.е. Δts=1 миллисекунде, что движение замыкающего органа должно быть максимум 0,1 мм, т.е. Δss=0,1 мм, и что гидравлический удар вызывает уменьшение давления до 0 бар, т.е. гидравлический удар имеет величину установочного давления pL, например, 0,7 бар, то получается при диаметре замыкающего элемента, равном 8 мм, т.е. соответствующей площади, равной приблизительно 0,5 см2:Based on the fact that the water hammer lasts no more than 1 millisecond, i.e. Δt s = 1 millisecond that the movement of the closing organ should be a maximum of 0.1 mm, i.e. Δs s = 0.1 mm, and that water hammer causes a decrease in pressure to 0 bar, i.e. water hammer has a setting pressure p L , for example, 0.7 bar, it is obtained with a diameter of the closing element equal to 8 mm, i.e. a corresponding area of approximately 0.5 cm 2 :
и таким образомand thus
Поэтому в показанном примере масса замыкающего органа должна составлять по меньшей мере 17,5 г, чтобы препятствовать движению замыкающего органа более чем на 0,1 мм.Therefore, in the example shown, the mass of the locking member must be at least 17.5 g in order to prevent the movement of the locking member by more than 0.1 mm.
Если масса замыкающего органа выбирается такой величины, то даже гидравлический удар до 0 бар не может сдвинуть замыкающий орган так далеко, чтобы значительное количество рабочей жидкости вышло в гидравлическую камеру.If the mass of the locking member is chosen of such a magnitude, then even a water hammer up to 0 bar cannot move the locking member so far that a significant amount of the working fluid flows into the hydraulic chamber.
Описанный способ может быть еще более усовершенствован, если учесть, что гидравлический удар в общем случае приводит к снижению давления не до 0 бар, а только до некоторого минимального давления pmin. В вышеназванное равенство (5) можно тогда вместо установочного давления pL подставить разность pL-pmin между установочным давлением pL и минимальным давлением pmin вследствие гидравлического удара, благодаря чему масса может быть дополнительно снижена. Альтернативно этому может повышаться установочное давление pL, благодаря чему пружина 17 может быть выполнена более слабой, что упрощает обращение с насосом.The described method can be further improved, given that the hydraulic shock generally reduces the pressure not to 0 bar, but only to a certain minimum pressure p min . In the above equality (5), then, instead of the set pressure p L, we can substitute the difference p L -p min between the set pressure p L and the minimum pressure p min due to water hammer, due to which the mass can be further reduced. Alternatively, the set pressure p L may increase, so that the
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Мембрана1 Membrane
5 Зазор5 clearance
6 Клапан пополнения утечек6 Leak-up valve
8 Гидравлическая камера8 hydraulic chamber
9 Нагнетательная камера9 Pressure chamber
10 Возвратная пружина10 Return spring
11 Зажимной край11 clamping edge
12 Зажимной край12 clamping edge
13 Монтажное пространство13 Installation space
15 Запас рабочей жидкости15 Stock of working fluid
16 Замыкающий орган16 trailing organ
17 Пружина17 spring
18 Корпус клапана18 valve body
19 Трубопровод19 Pipeline
20 Замыкающий элемент20 Locking element
Claims (6)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010039829A DE102010039829A1 (en) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | Diaphragm pump with inertia-controlled leak-relief valve |
DE102010039829.2 | 2010-08-26 | ||
PCT/EP2011/064045 WO2012025423A1 (en) | 2010-08-26 | 2011-08-15 | Membrane pump having an inertially controlled leak extension valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013113209A RU2013113209A (en) | 2014-10-10 |
RU2573069C2 true RU2573069C2 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=44630450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113209/06A RU2573069C2 (en) | 2010-08-26 | 2011-08-15 | Membrane pump provided with leaks compensation inertial-control valve |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130209280A1 (en) |
EP (1) | EP2609332A1 (en) |
JP (1) | JP5862903B2 (en) |
KR (1) | KR20130138194A (en) |
CN (1) | CN103154517B (en) |
BR (1) | BR112013004584A2 (en) |
CA (1) | CA2808388C (en) |
DE (1) | DE102010039829A1 (en) |
RU (1) | RU2573069C2 (en) |
WO (1) | WO2012025423A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785719C1 (en) * | 2022-01-13 | 2022-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Джей Си-Техно" | Pneumatic pressure booster |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2722575B1 (en) * | 2012-10-16 | 2017-08-30 | Water Powered Technologies Limited | Gas spring accumulator |
DE102014002720B4 (en) | 2013-04-04 | 2023-10-12 | Mann+Hummel Gmbh | Pump for conveying a fluid |
DE102013105072A1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | Prominent Gmbh | Diaphragm pump with position control |
US10267303B2 (en) | 2013-08-30 | 2019-04-23 | Flow Control Llc. | High viscosity portion pump |
FR3012538B1 (en) * | 2013-10-30 | 2018-05-18 | Dosatron International | MEMBRANE PUMP AND VALVE DEVICE FOR SUCH A PUMP |
EP3152440B1 (en) * | 2014-06-06 | 2024-03-27 | Flow Control LLC. | Single piston foundation bag-in-box (bib) pump |
DE102016225512A1 (en) | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Fuel tank system and method of testing the tightness of such a fuel tank system |
DE102017122270B4 (en) * | 2017-09-26 | 2020-09-10 | Prominent Gmbh | Diaphragm pump with a functionally reliable diaphragm position control |
CN113614373B (en) * | 2019-01-10 | 2023-06-09 | Psg加利福尼亚公司 | Leak detection and muffler containment system |
CN115405499B (en) * | 2021-05-27 | 2024-08-02 | 上海兴邺材料科技有限公司 | Diaphragm pump or diaphragm compressor, control method and controller |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1034030B (en) * | 1955-09-22 | 1958-07-10 | Reiners Walter Dr Ing | Diaphragm pump for non-lubricating and chemically aggressive fluids, especially for pest control in agriculture |
RU2079715C1 (en) * | 1994-05-06 | 1997-05-20 | Акционерное общество открытого типа Рязанское научно-техническое акционерное предприятие "Нефтехиммашсистемы" | Diaphragm fluid-operated batching pump |
US5655894A (en) * | 1994-06-15 | 1997-08-12 | Lewa Herbert Ott Gmbh & Co. | Controlled prevention of premature snuffle valve actuation in high pressure membrane pumps |
EP1099853A2 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Nikkiso Co., Ltd. | Diaphragm breakage protection in a reciprocating diaphragm pump |
RU38365U1 (en) * | 2004-01-30 | 2004-06-10 | Подрезов Александр Владимирович | MEMBRANE HYDRAULIC DRIVE DOSING PUMP |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3680981A (en) * | 1970-12-21 | 1972-08-01 | Josef Wagner | Pump and method of driving same |
DE3039915A1 (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | ELECTRICALLY CONTROLLABLE VALVE DEVICE |
ATE10670T1 (en) * | 1980-12-29 | 1984-12-15 | Lewa Herbert Ott Gmbh + Co. | DIAPHRAGM PUMP WITH RELIEVED CLAMPED DIAPHRAGM. |
US4365745A (en) * | 1981-02-05 | 1982-12-28 | Louis Beck | Diaphragm pump |
DE3446952A1 (en) * | 1984-12-21 | 1986-07-10 | Lewa Herbert Ott Gmbh + Co, 7250 Leonberg | DIAPHRAGM PUMP WITH ROTATING |
DE3546189A1 (en) * | 1985-12-27 | 1987-07-02 | Ott Kg Lewa | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING FLOW IN OSCILLATING DISPLACEMENT PUMPS |
CN2071714U (en) * | 1989-02-28 | 1991-02-20 | 王松涛 | Device for inducing liquid to flow by gravity |
BR9002787A (en) * | 1990-06-08 | 1991-12-10 | Brasil Compressores Sa | VALVE FOR HERMETIC COMPRESSOR |
DE4141670C2 (en) * | 1991-12-17 | 1994-09-29 | Ott Kg Lewa | Hydraulically driven diaphragm pump with diaphragm stroke limitation |
CN2172358Y (en) * | 1993-08-06 | 1994-07-20 | 机械电子工业部合肥通用机械研究所 | Diaphragm maximum deflection mechanical self-control mechanism for hydraulic diaphragm pump |
DE10308421A1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-09 | Leybold Vakuum Gmbh | Piston pump, preferably piston vacuum pump, with outlet valve |
DE10322221B3 (en) * | 2003-05-16 | 2005-01-27 | Lewa Herbert Ott Gmbh + Co | Leakage monitoring in the hydraulic pressure chamber of a diaphragm pump |
JP4413741B2 (en) * | 2004-10-14 | 2010-02-10 | 日機装株式会社 | Diaphragm pump |
DE102007057945B4 (en) * | 2007-12-01 | 2009-11-05 | Knf Neuberger Gmbh | Multi-stage membrane suction pump |
-
2010
- 2010-08-26 DE DE102010039829A patent/DE102010039829A1/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-08-15 US US13/818,119 patent/US20130209280A1/en not_active Abandoned
- 2011-08-15 BR BR112013004584A patent/BR112013004584A2/en not_active Application Discontinuation
- 2011-08-15 CN CN201180040469.2A patent/CN103154517B/en active Active
- 2011-08-15 CA CA2808388A patent/CA2808388C/en active Active
- 2011-08-15 KR KR1020137006053A patent/KR20130138194A/en not_active Application Discontinuation
- 2011-08-15 RU RU2013113209/06A patent/RU2573069C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-08-15 JP JP2013525247A patent/JP5862903B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-08-15 EP EP11745539.4A patent/EP2609332A1/en not_active Withdrawn
- 2011-08-15 WO PCT/EP2011/064045 patent/WO2012025423A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1034030B (en) * | 1955-09-22 | 1958-07-10 | Reiners Walter Dr Ing | Diaphragm pump for non-lubricating and chemically aggressive fluids, especially for pest control in agriculture |
RU2079715C1 (en) * | 1994-05-06 | 1997-05-20 | Акционерное общество открытого типа Рязанское научно-техническое акционерное предприятие "Нефтехиммашсистемы" | Diaphragm fluid-operated batching pump |
US5655894A (en) * | 1994-06-15 | 1997-08-12 | Lewa Herbert Ott Gmbh & Co. | Controlled prevention of premature snuffle valve actuation in high pressure membrane pumps |
EP1099853A2 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Nikkiso Co., Ltd. | Diaphragm breakage protection in a reciprocating diaphragm pump |
RU38365U1 (en) * | 2004-01-30 | 2004-06-10 | Подрезов Александр Владимирович | MEMBRANE HYDRAULIC DRIVE DOSING PUMP |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785719C1 (en) * | 2022-01-13 | 2022-12-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Джей Си-Техно" | Pneumatic pressure booster |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2808388C (en) | 2018-02-20 |
JP2013536364A (en) | 2013-09-19 |
JP5862903B2 (en) | 2016-02-16 |
WO2012025423A1 (en) | 2012-03-01 |
RU2013113209A (en) | 2014-10-10 |
CA2808388A1 (en) | 2012-03-01 |
BR112013004584A2 (en) | 2016-09-06 |
KR20130138194A (en) | 2013-12-18 |
CN103154517B (en) | 2016-01-20 |
EP2609332A1 (en) | 2013-07-03 |
DE102010039829A1 (en) | 2012-03-01 |
CN103154517A (en) | 2013-06-12 |
US20130209280A1 (en) | 2013-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2573069C2 (en) | Membrane pump provided with leaks compensation inertial-control valve | |
KR101401213B1 (en) | Diaphragm pump position control with offset valve axis | |
KR102556545B1 (en) | High pressure compressor control | |
JP2002518635A (en) | Diaphragm pump and device for controlling the diaphragm pump | |
US10422327B2 (en) | Device and method for damping pressure fluctuations in the delivery line of a thick-matter pump | |
JP6507235B2 (en) | High pressure fuel pump | |
CN113614369B (en) | Pump and associated systems and methods | |
JP6266541B2 (en) | Positive displacement pump with forced gas degassing function | |
US10641219B2 (en) | Fuel pump control device | |
JP2013536363A (en) | Membrane pump and adjusting method thereof | |
JP2017002759A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP5280721B2 (en) | Reciprocating pump with automatic degassing mechanism | |
CA2909976A1 (en) | Diaphragm pump having position control | |
KR100874205B1 (en) | Diaphragm type reciprocating pump | |
RU2560649C1 (en) | Piston compression pump | |
US11085581B2 (en) | Lubricating-grease pump and method for recovery of leakage grease of a lubricating-grease pump | |
RU2514453C1 (en) | Piston pump with gas separator | |
JP6588161B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
US10975860B2 (en) | Device for generating a pulsating hydraulic fluid pressure by a drivable working piston guided in a cylinder and an auxiliary piston guided in an auxiliary cylinder wherein the auxiliary piston transfers fluid to an auxiliary channel only in a first stroke section | |
RU2565951C1 (en) | Operation of gas-fluid plant and device to this end | |
CN106795873B (en) | Positive displacement pump with fluid reservoir | |
CN113710886B (en) | Method and system for residual fluid release in a fuel pump | |
FI122116B (en) | Lubricating oil pump | |
RU2588347C2 (en) | Method of operating piston pump-compressor and device therefor | |
RU2178832C1 (en) | Device for pumping of multiphase fluids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190816 |