Диафрагменный насос

 

Использование: для перекачивания сжиженных газов. Сущность изобретения: между корпусом и крышкой установлена диафрагма , соединенная с приводом. Всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены в виде двух кольцевых выступов вокруг впускных и выпускных каналов, на которых размещены прижатые дисками уплотнительные элементы. Диафрагма выполнена в виде пакета пленок из полиэтилентерефталата толщиной 5-20 мкм каждая, уплотнительные элементы клапанов - толщиной 75-150 мкм из пленки. На дисках со стороны уплотнительных элементов выполнены кольцевые выступы диаметром, равным среднему между диаметрами выступов, расположенных вокруг каналов, и высотой, равной 2-3 толщины элементов. Кольцевые выступы на дисках со стороны элементов м.б. выполнены или цилиндрической формы, или треугольной. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) Р 04 В 43/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ын т

° ы н

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836366/29 (22) 24.04.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по криогенной технике с опытным производством Физико-технического института низких температур АН

УССР (72) А.П. Бескорсый, Н.А. Кучерявенко, Н.М.

Левченко, Н.Н. Пренцлау, К.B. Сколожабский и A,È, Чаркин (56) Авторское свидетельство СССР М

802607, кл; F 04 В 43/02,1981.

Петрович В.А. Диафрагменные насосы и их применение в пищевой промышленности.— М., 1970, c,12 — 20.

Шестопалов К,С. Легковой автомобиль.-M.: Знак почета, 1980, с. 73 — 74. (54) ДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС (57) Использование: для перекачивания сжиженных газов. Сущность изобретения:

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к насосам для перекачивания сжиженных газов.

Известны диафрагменные насосы, состоящие.из корпуса, замкнутый объем которого разделен диафрагмой, соединенной с приводом. При возвратно-поступательном движении диафрагмы в замкнутом объеме корпуса циклически создается разрежение и сжатие, синхронно которым происходит всасывание жидкости в полость корпуса через всасывающий-клапан и вытеснение ее через выпускной, т.е. перекачка.

Недостаток таких насосов заключается в том, что с их помощью невозможно пере.. Ы 1753035 А1 между корпусом и крышкой установлена диафрагма. соединенная с приводом, Всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены в аиде двух кольцевых выступов вокруг впускных и выпускных каналов, на которых размещены прижатые дисками уплотнительные элементы. Диафрагма выполнена в виде пакета пленок из полиэтилентерефталата толщиной 5 — 20 мкм каждая, уплотнительные элементы клапанов — толщиной 75 — 150 мкм из пленки. На дисках со стороны уплотнительных элементов выполнены кольцевые выступы диаметром, равным среднему между диаметрами выступов, расположенных вокруг каналов, и высотой, равной 2-3 толщины элементов. Кольцевые . З выступы на дисках со стороны элементов м.б. выполнены или цилиндрической формы, или треугольной. 2 з.п. ф-лы, 1 ил..

Од качивать криогенную жидкость, так как при глубоком охлаждении материал диафрагмы или разрушается, или теряет эластичность. СЛ

Известны днафрагыенные насосы с раз- )» личными модификациями диафрагмы —, одно- или двухдиафрагменные с различными методами осуществления движения диафрагмы и т.д.

Зти насосы обладают теми же недостат-. ками.

Известен также диафрагменный насос, . используемый для подачи топлива в автодвигатель, содержащий корпус и крышку, полости которых разделены эластичной диафрагмой. В корпусе предусмотрены всасы1753035

20

30

50

55 вающий и нагнетательный клапаны с уплотнительными элементами. Диафрагма соединена с приводом, с помощью которого осуществляется ее пульсирующее движение. Это приводит к созданию периодического повышенного и пониженного давлений в полости корпуса, обусловливающих перекачивание жидкости.

* Недостаток известного устройства заключается в том, что его диафрагма, выполненная из маслобензостойкой резины, разрушается при глубоком охлаждении, что приводит к неработоСпособности насоса, т.е, к невозможности использования в криогенной области.

Цель изобретения = расширение области применения насоса при перекачивании криогенной жидкости.Цель достигается тем, что в диафрагменном насосе, содержащем установленную между корпусом и крышкой диафрагму, соединенную с приводом, всасывающий и нагнетательный клапаны, выполненные в виде двух кольцевых выступов вокруг впускных и выпускных каналов, на которых размещены прижатые к ним дисками уплотнительные элементы, диафрагма выполнена в виде пакета пленок из полиэтилентерефталата толщиной 5-20 мкм каждая, а уплотнительные элементы клапанов — толщиной 75-150 мкм из пленки полиэтилентерефталата. При этом на дисках со стороны уплотнительных элементов выполнены также кольцевые выступы диаметром, равным среднему между диаметром высту пов, расположенных вокруг каналов, и вы.сотой, равной 2 — 3 толщинам уплотнительных элементов. Кольцевые выступ ы на дисках со стороны уплотнительных элементов выполнены или цилиндрической, или треугольной формы.

В технике известно использование полиэтилентерефталатной пленки в качестве тейлоизолирующего материала в криогенных устройствах, в качестве радиопрозрачных окон и т.д. Использование пленки в качестве диафрагмы насосов, а также уплотнительного элемента неизвестно.

На черетеже приведена конструкция диафрагменного насоса

Диафрагменный насос содержит корпус 1 и крышку 2, полости 3 и 4 которых разделены диафрагмой 5. Корпус 1 снабжен всасывающим 6 и нагнетательным 7 клапанами. Корпус 1 снабжен рядом впускных каналов 8, расположенных между двумя кольцевыми выступами 9. На этих выступах размещен уплотнительный элемент 10, выполненный из полиэтилентерефталатной пленки толщиной 75-150 мкм каждая, в виде кольца. Элемент 10 центрируется штифтом 11, проходящим через диск 12, и прижат к кольцевым выступам 9 пружиной 13, ограниченной упором 14. Нагнетательный клапан 7 выполнен аналогично всасывающему клапану 6. При этом в корпусе 1 выполнен ряд выпускных каналов 15, расположенных между двумя кольцевыми выступами 16. На этих выступах расположен уплотнительный элемент 17, выполненный так же, как и элемент 10. Он центрируется штифтом 18 и прижат к выступам 16 диском 19 с помощью пружины 20, ограниченной упором 21, Таким образом, нагнетательный клапан

7 разделяет выпускной канал 15 и выходной патрубок 22. Крышка 23 с уплотнением 24 разделяет вход и выход насоса через окружающую насос среду. В крышке 23 выполнен один канал 25 (или несколько), соединяющий внешнюю среду (т.е„сосуд с перекачиваемым материалом) с впускным каналом 8. При необходимости канал 8 через канал 25 может соединяться с объемом хладагента посредством патрубков (не показаны). Диафрагма 5 выполнена в виде пакета в 10 — 15 слоев из пленки полиэтилентерефталата толщиной 5-20 мкм каждая. Пленки выполнены в виде шайб 26.

Этот пакет ограничен с обеих сторон прижимными дисками 27, которые совместно с диафрагмой 5 образуют ее "жесткий центр".

Диафрагма 5 одновременно служит вакуумным уплотнением между корпусом 1 и крышкой 2. Центр диафрагмы 5 соединен с приводом 28, выполненным, например, в виде тяги, Он размещен в кожухе 29. Для центрирования привода 28 в кожухе 29 размещены шайбы 30. Полость 4 сообщена с атмосферой ререкачиваемой жидкости. Для этой цели в шайбах 30 выполнены каналы

31, а в кожухе 29 — отверстия 32. На дисках

12 и 19 со стороны уплотнительных элементов выполнены кольцевые выступы 33 и 34 диаметром, равным среднему между диаметрами выступов 9 и 16, и высотой, равной

2 — 3 толщинам уплотнительных элементов

10 и 17. Выступы имеют цилиндрическую или треугольную форму.

Диафрагменный насос работает следующим образом.

Перед включением насоса его размещают в среду перекачиваемой жидкости на глубину, исключающую попадание жидкости в полость 4 через отверстие 32. После этого включают насос, Привод 28 совершает возвратно-поступательное движение относительно своего нейтрального положения. Во время движения привода 28 из полости 4 диафрагма 5 прогибается в сторону полости

4, вследствие чего объем полости 3 увеличи1753035 вается, Так как при этом в полости 3 создается разрежение, то под действием давления перекачиваемой жидкости в канале 8 на уплотнительный элемент 10 пружина 13 сжимается, клапан 6 открывается, при этом впускной канал 8 соединяется с полостью 3 и последняя заполняется перекачиваемой жидкостью. При выравнивании давления в канале 8 и полости 3 всасывающий клапан

6 закрывается, т,е. уплотнительный элемент

10 прижимается к выступам 9, При движении привода 28 в обратную сторону диафрагма 5 прогибается в сторону полости 3, вследствие чего ее объем уменьшается. При этом в полости 3 создается избыточное давление и нагнетательный клапан 7 открывается, Жидкость выталкивается через выпускной канал 15 и выходной патрубок

22. При следующем цикле движения привода 28 процесс повторяется, Таким образом, осуществляется перекачка, т,е, принудительная передача жидкости из области впускного канала 8 в выходной патрубок 22.

Для обеспечения работоспособности насоса необходимо сохранение эластичности материала диафрагмы 5 и надежности каналов 6 и? во всем температурном интервале работы. Эти свойства элементов достигаются изготовлением их из пленки полиэтилентерефталата, так как до толщины 30-40 мкм она не теряет эластичности, от 40 до 150 мкм частично теряет эластичность и приобретает жесткость, а свыше 200 мкм становится жесткой при глубоком охлаждении. Поэтому диафрагма 5 выполнена в виде пакета пленок из полиэтилентерефталата толщиной 5 — 20 мкм каждая. Так как диафрагма 5 представляет пакет, то она прочна, что позволяет ей выдержать давление в несколько атмосфер. В то же время диафрагма 5 эластична, так как эластичен каждый лист ее пакета. Таким образом, диафрагма 5 работоспособна как при температуре окружающей среды, так и при криогенной.

Уплотнительные элементы 10 и 17 выполнены из полизтилентерефталатной пленки толщиной 75-150 мкм, Полиэтилентерефталат такой толщины частично теряет эластичность и приобретает жесткость в такой степени, что может служить как уплотнительный элемент, B этом случае, будучи прижатыми кольцевыми выступами 33 и 34 к кольцевым выступам 9 и 16 соответственно, элементы 10 и 17 обеспечивают плотность перекрытия входа и выхода насоса от полости 3. С целью повышения эффективности работы клапанов на дисках 12 и 19. со

40 щиной 75-150 мкм из пленки. полиэтилечтерефталата, при этом на дисках со стороны

45 уплотнительных элементов выполнены также кольцевые выступы диаметром, равным среднему между диаметрами выступов, расположенных вокруг каналов, и высотой, равной 2 — 3 толщинам уплотнительных

50 элементов.

2. Насос по и. 1, отличающийся тем, что кольцевые выступы на дисках со стороны уплотнитегьных элементов выполнены цилиндрической формы.

55 3. Насос по и. 1. отличающийся тем, что кольцевые выступы ка дисках со стороны уплотнительных элементов выполнены треугольной формы.

25 стороны уплотнительных элементов выполнены кольцевые выступы 33 и 34 цилиндрической или треугольной формы. Наиболее эффективно клапаны работают, если диаметр выступов 33 и 34 соответствует диаметру, среднему между диметрами выступов 9 и 16, а их высота ограничена двумя — тремя толщинами уплотнительных элементов 10 и 17. B этом случае уплотнительные элементы прогибаются, что создает более надежный прижим элементов к выступам в области внутренних их кромок, а следовательно, более надежное уплотнение.

При незначительном разрушении одного или нескольких листов полиэтилентерефталата (трещина, свищ, прокол, брак : полиэтилентерефталате и т.д.) остальные функционируют, обеспечивая работоспособность насоса, При этом лист с дефектом не теряет своих механических качеств, в связи с чем весь пакет также сохраняет их, Приведенная на чертеже конструкция насоса испытывалась перекачкой жидкого азота (77К). Насос обеспечил давление 5 кг/см и скорогсть перекачки 10 л/мин.

Формула изобретения

1. Диафрагменный насос, содержащий установленную между корпусом и крышкой диафрагму, соединенную с приводом, всасывающий и нагнетателъный клапаны, выполненные в виде двух кольцевых выступов вокруг впускных и выпускных каналов, на которых размещены прижатые к ним дисками уплотнительные элементы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения при перекачивании криогенной жидкости, диафрагма выполнена в виде пакета пленок из полизтилентерефталата толщиной 5 — 20 мкм каждая, а уплотнительные элементы клапанов — тол1753035

Составитель А. Кабакова

Техред М,Моргентал

Корректор М.Максимишинец. Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5