Мембранный насос

 

Использование в транспортном машиностроении в тормозных системах транспортных средств. Сущность изобретения: содержит корпус 1, приводной вал 4 и толкатель 5 с закрепленной на нем мембраной 9, установленной в направляющей 11 корпуса. Толкатель и приводной вал 4 расположены соосно. На толкателе выполнены продольные пазы 12, в которых размещены шарики 13, установленные в пазы 14, выполненные в направляющей 11. На приводном валу 4 выполнена наклонная поверхность 21, контактирующая с поверхностью опорного элемента 23 толкателя. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, и может быть использовано в тормозных системах транспортных средств, например, как вакуумный насос для создания разряжения в одной из полостей вакуумного усилителя тормозов автомобиля с дизельным двигателем.

Мембранные насосы широко применяются в легковых автомобилях как топливные насосы в системах питания карбюраторных двигателей. Из заявок [1 и 2] известны мембранные насосы, содержащие рычаг, посредством которого производится передача от распределительного вала двигателя к тяге, соединенной с мембраной насоса. Такие насосы, как правило, являются встроенными в конструкцию двигателя и отдельно от него функционировать не могут, так как имеют общий приводной вал (распределительный вал двигателя) и общую систему смазки.

Конструкции описанных выше насосов рациональны, именно, как встроенные в двигатель. При исполнении же в автономном варианте, что более предпочтительно для вакуумного насоса, его конструктивное выполнение становится сложным ввиду наличия промежуточного звена (рычага) и сложной формы корпуса.

Наиболее близким по технической сущности из числа аналогов к заявляемому техническому решению является мембранный насос [3] имеющий толкатель с закрепленной на нем мембраной, расположенный в направляющей корпуса, и осуществляющий передачу движения от приводного вала (распределительного вала двигателя) к мембране, причем толкатель и приводной вал расположены перпендикулярно друг другу.

Недостатком конструкции такого насоса является наличие пары скольжения - "толкатель-направляющая корпуса", что требует эффективной смазки для снижения потерь на трение. Не исключена и возможность проворачивания толкателя вокруг своей оси под воздействием кулачка распределительного вала и, как следствие, воздействие на мембрану в радиальном направлении, что снижает ее долговечность и надежность работы всего насоса.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы мембранного насоса.

Указанная задача решается следующим образом. В известном мембранном насосе, содержащем корпус, приводной вал, толкатель с закрепленной на нем мембраной, установленный в направляющей корпуса, согласно изобретению, толкатель и приводной вал расположены соосно, на толкателе выполнены продольные пазы, в которых размещены шарики, установленные в ответные пазы, выполненные в направляющей корпуса, а на приводном валу, концентрично его продольной оси, выполнена наклонная поверхность, контактирующая с поверхностью опорного элемента, установленного на толкателе.

Соосное расположение толкателя и приводного вала дает возможность упростить конструкцию корпуса насоса и технологию его обработки. Кроме того, заявленное решение позволяет снизить потери на трение за счет замены механизма трения скольжения в паре "толкатель-направляющая корпуса" на трение качения и, таким образом, снизить требования к смазке. Все это обеспечивает вместе с упрощением конструкции повышение надежности работы насоса.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее была не известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявляемой совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Целесообразно, с целью сокращения потерь на трение, опорный элемент толкателя выполнить в виде подшипника качения, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси толкателя.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 изображен продольный разрез мембранного насоса, на фигуре 2 сечение А А на фигуре 1.

Мембранный насос содержит корпус 1, в котором на подшипниках 2 и 3 установлен приводной вал 4. Соосно приводному валу расположен толкатель 5 с закрепленной на нем посредством болта 6 и опорных шайб 7 и 8 мембраной 9, периферийная часть которой зажата между крышкой 10 и направляющей 11 корпуса. На толкателе 5 выполнены продольные пазы 12, в которые помещены шарики 13 (фиг. 2). Указанные шарики входят в ответные пазы 14, выполненные во втулке 15, которая вместе с шайбами 16 и 17 завальцована в направляющей 11 корпуса. Противоположный конец толкателя 5 установлен на шариках 18, расположенных в отверстии 19, выполненном в приводном валу 4. Шарики 18 установлены внутри сепаратора 20. Приводной вал 4 имеет наклонную поверхность 21, выполненную концентрично его продольной оси и контактирующую с поверхностью 22 опорного элемента толкателя, выполненного в виде подшипника 23 качения, установленного на упоре 24, который, в свою очередь, напрессован на толкатель 5. Между торцем толкателя 5 и упором 24 установлена чашка 25, которая служит опорой пружине 26, противоположный конец которой опирается на направляющую 11. Усилием пружины 26 подшипник 23 всегда поджат к наклонной поверхности 21 приводного вала 4.

Работает насос следующим образом. При вращении приводного вала 4 из положения представленного на фиг. 1 крайнее правое по чертежу положение мембраны, подшипник 23, перемещаясь по наклонной поверхности 21 приводного вала, смещает толкатель 5 с мембраной 9 в крайнее левое положение (не показано). Мембрана 9 вытесняет воздух, находящийся между ней и крышкой 10, через выпускной клапан (не показан) в атмосферу. При дальнейшем вращении приводного вала 4, толкатель 5 с мембраной 9, за счет усилия пружины 26, перемещается в исходное крайнее правое по чертежу положение (фиг. 1). В полости между крышкой 10 и мембраной 9 образуется разрежение, которое через впускной клапан (не показан) передается к вакуумному усилителю.

Таким образом, заявляемое техническое решение, по сравнению с ближайшим аналогом, позволяет снизить потери на трение и, как следствие, уменьшить износ деталей, повысить КПД. Благодаря замене трения скольжения на трение качения, стало возможным применить консистентную смазку, что позволило упростить конструкцию насоса (исключить сапун, масляную ванну и т. д.). Соосное расположение приводного вала и толкателя дает возможность упростить конструкцию корпуса насоса и повысить технологичность его изготовления.

Формула изобретения

1. Мембранный насос, содержащий корпус, приводной вал, толкатель с закрепленной на нем мембраной, установленный в направляющей корпуса, отличающийся тем, что толкатель и приводной вал расположены соосно, на толкателе выполнены продольные пазы, в которых размещены шарики, установленные в ответные пазы, выполненные в направляющей корпуса, а на приводном валу концентрично его продольной оси выполнена наклонная поверхность, контактирующая с поверхностью опорного элемента толкателя.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что опорный элемент толкателя выполнен в виде подшипника качения, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси толкателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2