Насос двойного действия с мускульным приводом

 

Использование: для транспортирования жидкости по трубопроводам мускульной энергией человека. Сущность изобретения: насос содержит корпус, цилиндр, впускное и выпускное отверстия, подводные каналы, всасывающие и нагнетательные клапаны, дезаксиальный кривошип, посаженный на вал с рукояткой. Составной шатун с шарниром имеет ограниченный угол поворота. Поршень с уплотняющими элементами и поршневым пальцем радиально смещен в сторону вала кривошипа на определенную величину. 2 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам с мускульным приводом.

Известен насос двойного действия с мускульным приводом, состоящий из корпуса с закрепленной на нем с возможностью качания рукояткой, выполненной в виде рычага, шарнирно соединенного стержневыми толкателями, взаимодействующими с углублениями в полом поршне, выполненными в центре противоположных внутренних торцовых поверхностей поршня, а узел соединения толкателей с рукояткой расположен за линией симметрии углублений, толкатели установлены с зазором, траектория движения узла соединения толкателей с рукояткой разделена пополам линией симметрии углублений (1).

Этот насос имеет недостаток, состоящий в том, что вследствие несовпадения линии действия усилия толкателя с направлением движения поршня возникает радиальное усилие, которое способствует неравномерному износу поршня и уплотняющих элементов, создает перекос поршня, тормозит его движение, что, в конечном итоге, снижает КПД насоса.

Кроме того, известен насос, содержащий корпус, выполненный в нем цилиндр, впускное и выпускное отверстия, подводные каналы, всасывающий и нагнетательный клапаны, кривошип с валом и рукояткой, шатун и поршень с уплотнительными элементами (2).

Этот насос при своей простоте компактен и надежен в работе, но имеет недостаток, состоящий в том, что вследствие неуравновешенности бокового усилия, действующего на поршень, появляется динамический момент, создающий перекос поршня, от чего происходит неравномерный его износ и снижается КПД насоса.

Технической задачей изобретения является снижение неравномерности износа поршня и повышение КПД.

Это достигается тем, что шатун выполнен из двух звеньев, соединенных дополнительным шарниром с возможностью наибольшего поворота звена, соединенного с кривошипом, от оси цилиндра к кривошипу на величину угла, определяемую из отношения при этом палец поршня радиально смещен в сторону вала кривошипа на величину , а длины звеньев шатуна выбраны такими, что при движении поршня от кривошипа центр шарнира, соединяющего звенья шатуна, расположен со стороны вала кривошипа, перед осью цилиндра на расстоянии 2 Δ от нее, а при обратном движении поршня за осью цилиндра, на расстоянии D, при движении в плоскости качания кривошипа, где f коэффициент трения скольжения материалов цилиндра и поршня; d диаметр поршня; v угол наибольшего отклонения шатуна от оси цилиндра; a угол между осью цилиндра и прямой, проходящей через центры поршневого пальца и кривошипного шарнира шатуна; L длина звена шатуна, соединенного с кривошипом.

Радиальное смещение поршневого пальца к валу кривошипа на величину D уравновешивает поршень при движении его к оси кривошипа, шарнир, соединяющий звенья шатуна, имеет ограниченный угол поворота в сторону кривошипа, уравновешивает поршень при его движении от вала кривошипа, вследствие чего уменьшается перекос поршня, снижается неравномерность его износа и повышается КПД насоса.

На фиг. 1 изображена схема насоса; на фиг. 2 геометрическое положение звеньев, приводящих поршень при движении поршня на кривошип пунктирными и при движении поршня от кривошипа сплошными линиями.

Насос двойного действия с мускульным приводом устроен следующим образом.

В корпусе 1 размещен цилиндр 2 с поршнем 3, впускное отверстие 4 с всасывающими каналами и всасывающими клапанами 5, выпускное отверстие 6 с напорными каналами и напорными клапанами 7, кривошип 8 и вал кривошипа 9, расположенный ниже оси цилиндра.

На валу 9 закреплена приводная рукоятка 15. Кривошип 8 шарнирно соединен с шатуном 10. На расстоянии L от кривошипного шарнира 11, на шатуне 10 расположен дополнительный шарнир 12 с ограниченным поворотом звена 13 в сторону вала кривошипа 9 на угол q.

Шатун 10 с поршнем 3 соединен пальцем 14, который радиально смещен от оси цилиндра к валу кривошипа 9 на величину D.

Насос работает следующим образом.

При повороте рукоятки 15 против часовой стрелки кривошип 8, воздействуя на поршень 3 через шатун 10, перемещает его к кривошипу 8. Шатун 10 представляет собой прямую линию МN, соединяющую центр N поршневого пальца 14 с центром М кривошипного шарнира 11. В полости цилиндра А происходит всасывание через впускное отверстие 4 и всасывающий клапан 5; в полости цилиндра Б нагнетание через нагнетательный клапан 7 и выпускное отверстие 6.

При обратном повороте рукоятки 15, по часовой стрелке, поршень 3 перемещается от вала кривошипа 9. При этом шатун 10 на дополнительном шарнире 12 "переламывается" звено 13, присоединенное к кривошипу 8, поворачивается на угол q относительно прямой MN, соединяющей центр поршневого пальца 4 и центр кривошипного шарнира шатуна 11.

Центр дополнительного шарнира 12 радиальном смещается в сторону вала кривошипа 9 от оси цилиндра на величину 2Δ.

Поршень 3 в этом случае движется от вала кривошипа 9, в полости А происходит нагнетание, в полости Б всасывание.

Наличие смещенного поршневого пальца и дополнительного шарнира с ограниченным углом поворота уменьшает перекос поршня, от чего снижается неравномерность его износа и повышается КПД насоса.

Формула изобретения

Насос двойного действия с мускульным приводом, содержащий корпус, цилиндр, впускное и выпускное отверстия, подводные каналы, всасывающие и нагнетательные клапаны, дезаксиальный кривошип, посаженный на вал с рукояткой, шатун и поршень с уплотняющими элементами, отличающийся тем, что насос снабжен шатуном, состоящим из двух звеньев, соединенных дополнительным шарниром, с возможностью наибольшего поворота звена, соединенного с кривошипом, от оси цилиндра к кривошипу в дополнительном шарнире на величину угла, определяемую из отношения

при этом палец поршня радиально смещен в сторону вала кривошипа на величину

а длины звеньев шатуна выбраны при условии, что центр шарнира, соединяющего звенья шатуна, расположен со стороны вала кривошипа перед осью цилиндра на расстоянии 2Δ от нее при движении поршня от кривошипа, а при обратном движении поршня за осью цилиндра на расстоянии D при движении в плоскости качания кривошипа, где f коэффициент трения скольжения материалов цилиндра и поршня, d диаметр поршня, v угол наибольшего отклонения шатуна от оси цилиндра, a угол между осью цилиндра и прямой, проходящей через центры поршневого пальца и кривошипного шарнира шатуна, L длина звена шатуна, соединенного с кривошипом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2