Универсальный насос-компрессор с керамическими рабочими элементами

 

Использование: в области объемных насосов и может быть широко использовано в различных устройствах промышленного и бытового назначения для перекачивания агрессивных и особо чистых жидкостей, в частности, может быть использовано в качестве насоса-компрессора для холодильных и других установок разных типов. Сущность изобретения: повышение надежности, срока эксплуатации и упрощение конструкции, достигается тем, что клапанный механизм узла всасывания и нагнетания выполнен в виде отверстий, расположенных специальным образом на неподвижных керамических шайбах и осуществляющих функции впуска и выпуска перекачиваемой среды при попеременном совмещении их с пазом подвижной керамической шайбы. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам в области объемных насосов и может быть широко использовано в различных устройствах промышленного и бытового назначения, в частности, в качестве компрессора для автомобилей, холодильных и других установок разных типов.

Разнообразные конструкции насосов для перекачивания жидкостей подробно описаны в отечественной литературе (см. например, [1]).

Основными недостатками таких устройств являются низкая надежность отдельных типов насосов, конструктивная сложность, большой вес и габариты и т.п.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по назначению и конструктивным особенностям является малогабаритный насос для перекачивания агрессивных и особо чистых жидкостей [2] содержащий корпус, узел привода и рабочий узел всасывания и нагнетания, который состоит из клапанного устройства и подвижной керамической шайбы с пазом, установленной с возможностью циклически-вращательного движения между двумя неподвижными керамическими шайбами, образующими вместе с подвижной шайбой рабочий объем цилиндра. При повороте подвижной шайбы по часовой стрелке относительно неподвижного цилиндра-поршня происходит разрежение в камере, открытие всасывающего клапана и всасывание жидкости. При повороте подвижной шайбы против часовой стрелки всасывающий клапан опускается и перекрывает входное отверстие. Происходит сжатие перекачиваемой жидкости, открытие выходного клапана под давлением жидкости и перетекание жидкости из объема цилиндра. При обратном движении подвижной шайбы нагнетательный клапан прижимается к поверхности и перекрывает отверстие. Далее циклы повторяются.

Недостатками такого устройства являются невысокая надежность работы клапанного механизма, относительно узкая область применения и сложность изготовления.

Технический результат изобретения расширение области применения, повышение надежности работы клапанного механизма и упрощение конструкции устройства. Для достижения поставленной цели клапанный механизм узла всасывания и нагнетания выполнен в виде отверстий, размещенных на неподвижных керамических шайбах таким образом, что эти отверстия, выполняющие одновременно роль впускных и выпускных клапанов попеременно совмещаются с пазом подвижной керамической шайбы при ее перемещении.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид насоса-компрессора с керамическими рабочими элементами. На фиг. 2, 3 сечения по линии А-А и Б-Б для одно и двухпоршневого видов устройства. На фиг. 4 подвижная керамическая шайба, на фиг. 5, 6 неподвижные керамические шайбы.

Устройство содержит корпус 1, включающий керамические шайбы 2 4 с отверстиями 5, 6 для всасывания и нагнетания перекачиваемой среды. В отверстия могут быть вставлены фильтры. Привод 7 соединен с подвижной керамической шайбой 3 с помощью прямоугольного гнезда, расположенного в центре шайбы, фиг. 4. Гнездо может иметь и другую конфигурацию.

Насос-компрессор работает следующим образом. При повороте подвижной керамической шайбы 3 относительно круглого поршня, например, вправо в объеме паза происходит разрежение и паз через отверстия 5 заполняется перекачиваемой жидкостью. В это время отверстия 6 перекрыты поверхностями притертых между собой керамических шайб. При повороте шайбы 3 влево перекачиваемая среда сжимается поршнем, изготовленным в виде круглого стержня, и при совмещении отверстий 6 с пазом шайбы 3 перекачиваемая среда истекает из насоса-компрессора. Далее циклы повторяются.

Производительность, надежность работы и срок службы насоса-компрессора зависит от скорости циклирования, объема паза подвижной шайбы 3, чистоты обработки соприкасающихся поверхностей деталей и трибологических характеристик керамических или других материалов. Для улучшения вакуумных характеристик устройства на соприкасающихся поверхностях шайб могут быть выполнены концентрические круги-канавки, которые заполняют соответствующей смазкой. При полной изоляции перекачиваемой среды от металла корпуса 1 неподвижные шайбы 2, 4 выполняются заодно с всасывающим и нагнетательным патрубками. Регулирование усилий прижатия поверхностей шайб 2 4 достигается поджатием плоской пружины или другим устройством.

Преимущества заявляемого устройства следующие: высокая надежность и безопасность в эксплуатации; простота изготовления и сборки; длительный срок эксплуатации при работе с агрессивными средами; высокая экологическая надежность; универсальность конструкции допускает применение устройства в различных областях народного хозяйства.

Формула изобретения

1. Универсальный насос-компрессор с керамическими рабочими элементами, содержащий корпус, привод и узел всасывания и нагнетания, отличающийся тем, что клапанный механизм узла всасывания и нагнетания выполнен в виде отверстий, расположенных на неподвижных керамических шайбах и осуществляющих функции впуска и выпуска перекачиваемой среды при попеременном совмещении их с пазом подвижной керамической шайбы.

2. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что клапанный механизм узла всасывания и нагнетания выполнен в виде двух дополнительных, подвижных, притертых керамических шайб, которые открывают или закрывают впускные и выпускные отверстия неподвижных керамических шайб при повороте приводного вала на определенный угол.

3. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что на подвижной керамической шайбе выполнено два или более паза с соответствующим числом поршней, впускных и выпускных отверстий клапанов.

4. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от вида перекачиваемой среды для изготовления рабочих элементов узла всасывания и нагнетания могут быть использованы разные материалы с различными трибологическими свойствами.

5. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что на соприкасающихся поверхностях подвижной и неподвижных шайб могут быть выполнены концентрические круги-канавки, которые заполняют соответствующей смазкой.

6. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что два и более насосов-компрессоров работают параллельно или последовательно от одного привода.

7. Насос компрессор по п.1, отличающийся тем, что его привод осуществляется механизмом с использованием элементов, обладающих термической памятью формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6