Пульсационный резонансный насос

 

Использование: для летательных аппаратов. Сущность изобретения: к цилиндрическому корпусу с всасывающими и нагнетаельными патрубками с клапанами подключен сифон. Сильфон соединен с генератором колебаний. Упругие элементы сообщены с источником сжатого газа, расположены на концах корпуса и между сильфоном и рабочей жидкостью. Сильфон подключен к середине корпуса, патрубки - к середине и к концам корпуса. 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, особенно там, где требуется высокая степень динамической уравновешенности машин, например, на летательных аппаратах.

Известен насос для перекачки жидкости, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным клапанами, соединенный одним концом с рабочим сильфоном, подключенным к генератору колебаний, а другим - с подпружиненным компенсационным сильфоном. При включении генератора колебаний возвратно-поступательные движения передаются жидкости рабочим сильфоном, а подпружиненный компенсационный сильфон служит для смягчения гидравлических ударов.

Недостатками известного насоса является динамическая неуравновешенность колеблющейся массы жидкости в корпусе насоса, низкая производительность и надежность, в конструкции насоса не предусмотрена подстройка системы на резонанс.

Технический результат изобретения - повышение эффективности и надежности насоса.

Нужный результат достигается тем, что пульсационный резонансный насос, содержащий цилиндрический корпус с всасывающими и нагнетательными патрубками с клапанами, к которому подключен сильфон, соединенный с генератором колебаний, снабжен упругими элементами в виде замкнутых газовых полостей, сообщающихся с источником сжатого газа и расположенных на концах корпуса и между сильфоном и рабочей жидкостью причем сильфон подключен к середине корпуса, а всасывающие и нагнетательные патрубки подключены к середине и концам корпуса.

На чертеже представлена схема пульсационного насоса.

Насос содержит цилиндрический корпус 1, с всасывающими 6 и 7 и нагнетательными патрубками 8 и 9 с клапанами, к которому подключен сильфон 2, соединенный с генератором 16 колебаний, снабжен упругими элементами 3 - 5 в виде замкнутых газовых полостей, сообщающихся с источником сжатого газа и расположенных на концах корпуса 1 и между сильфоном 2 и рабочей жидкостью, сильфон 2 подключен к середине корпуса 1, а патрубки 6 - 9 подключены к середине и концам корпуса 1. Всасывающие патрубки 6 и 7 соединены с всасывающей линией 11, а нагнетательные патрубки 8 и 9 - с нагнетательной линией 12. Все газовые полости через патрубки 13 и запорные вентили 14 соединены с линией 15 сжатого газа.

Насос работает следующим образом.

После предварительного заполнения насоса жидкостью включают генератор 16 колебаний. Колебания от генератора 16 к жидкости в насосе передаются через сильфон 2, упругий элемент 3. При этом части жидкости, расположенные по разные стороны от середины корпуса 1, движутся (колеблются) противофазно благодаря подключению сильфона к середине корпуса. При их движении от середины корпуса 1 к его концам происходит сжатие концевых упругих элементов 4 и 5 и повышение давления в жидкости вблизи них, а также растяжение срединного упругого элемента 3 и понижение давления в жидкости вблизи него, что приводит к всасыванию жидкости из всасывающей линии 11 через срединный всасывающий патрубок 7 и нагнетанию жидкости в нагнетательную линию 12 через концевые нагнетательные патрубки 8. При возвратном движении частей жидкости от концов корпуса 1 к его середине происходит сжатие срединного упругого элемента 3 и повышение давления в жидкости вблизи него, а также растяжение концевых упругих элементов 4 и 5 и понижение давления в жидкости вблизи них, что приводит к всасыванию жидкости из всасывающей линии 11 через концевые всасывающие патрубки 6 и нагнетанию жидкости в нагнетательную линию 12 через срединный нагнетательный патрубок 9. Далее цикл повторяется.

Hаличие упругих элементов в середине и на концах корпуса смягчает гидравлические удары, снижает собственную частоту системы и позволяет увеличить амплитуду колебаний жидкости, а их симметричное размещение позволяет динамически уравновесить насос.

Размещение всасывающих и нагнетательных патрубков и в середине, и на концах насоса обеспечивает двойное его действие, что приводит к увеличению производительности.

Собственную частоту системы "масса жидкости - упругие элементы" - легко изменять подбором жесткости упругих элементов, меняя давление газа в них путем подсоединения упругих элементов через патрубки 13 и открытые запорные вентили 14 к линии 15 сжатого газа. Давление в упругих элементах изменяют до наступления резонанса, после чего запорные вентили 14 закрывают.

При совпадении собственной частоты противофазных колебаний масс жидкости с частотой колебаний генератора в системе "массы жидкости - упругие элементы" наступает резонанс, сопровождающийся резким увеличением амплитуды колебаний жидкости, в результате чего возрастает производительность и напор насоса, что приводит к повышению его эффективности.

Противофазное колебание одинаковых масс жидкости в насосе с одинаковой частотой и амплитудой колебаний обеспечивает полную его динамическую уравновешенность, в результате которой колебания на опорные сооружения не передаются, что характеризует увеличение надежности насоса.

Формула изобретения

ПУЛЬСАЦИОННЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ НАСОС, содержащий цилиндрический корпус с всасывающим и нагнетательными патрубками с клапанами, к которому подключен сильфон, соединенный с генератором колебаний, отличающийся тем, что насос снабжен упругими элементами в виде замкнутых газовых полостей, сообщающихся с источником сжатого газа и расположенных на концах корпуса и между сильфоном и рабочей жидкостью, причем сильфон подключен к середине корпуса, а всасывающие и нагнетательные патрубки подключены к середине и концам корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1