Устройство для перекачивания текучей среды
Владельцы патента RU 2545104:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калмыцкий государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области насосостроения, касается объемных поршневых насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства. Устройство для перекачивания текучей среды содержит герметичную камеру, в которой установлен с возможностью совместного и одновременного вытеснения и всасывания перекачивающей среды рабочий орган в виде торообразной эластичной оболочки, имеющей упругий заполнитель, а также снабженный поршнем, выполненным в виде стержня с опорными дисками, и привод, выполненный в виде барабана, связанного с электродвигателем, и роликовых блоков. Торообразная оболочка установлена на поршне, с двух сторон которого закреплена гибкая связь, проходящая через уплотнения, установленные в торцах камеры, роликовые блоки и барабан. В камере на ее концах установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом конечные выключатели, соединенные с электродвигателем. Упругий заполнитель торообразной эластичной оболочки выполнен в виде нетекучего торообразного вкладыша, поверхность которого имеет антифрикционное покрытие. В свободном, нерабочем состоянии толщина вкладыша превышает зазор между стержнем поршня и внутренней стенкой герметичной камеры. Стержень и опорные диски поршня выполнены из пластмассового материала с низким поверхностным трением. Повышается надежность и работоспособность устройства. 2 ил.
Изобретение относится к насосостроению, касается объемных поршневых насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства.
Известно устройство для перекачивания текучей среды, содержащее герметичную камеру, в которой установлен с возможностью совместного и одновременного вытеснения и всасывания перекачиваемой среды рабочий орган в виде торообразной эластичной оболочки, заполненной сжатым воздухом, и привод (SU 918590, 07.04.1980).
Основным недостатком указанного устройства является недостаточная его надежность в работе ввиду того, что при проколе торообразный оболочки сжатый воздух из ее полости вытекает и устройство теряет свою работоспособность.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является устройство для перекачивания текучей среды, содержащее герметичную камеру, в которой установлен с возможностью совместного и одновременного вытеснения и всасывания перекачиваемой среды рабочий орган в виде торообразной, эластичной оболочки, имеющей упругий заполнитель, а также снабженный поршнем, выполненным в виде стержня с опорными дисками, и привод, выполненный в виде барабана, связанного с электродвигателем, и роликовых блоков, причем торообразная оболочка установлена на поршне, с двух сторон которого закреплена гибкая связь, проходящая через уплотнения, установленные в торцах камеры, роликовые блоки и барабан, а в камере на ее концах установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом конечные выключатели, соединенные с электродвигателем (SU 1574905 15.07.1990).
Основным недостатком устройства-прототипа является недостаточная надежность его рабочего органа, т.к. при проколах и разгерметизации оболочки тора сжатый воздух из ее полости вытекает и устройство теряет свою работоспособность, кроме того, работоспособность устройства вообще вызывает сомнение, т.к. при перемещении поршень не обкатывается по торовой оболочке (как это указано в описании изобретения), а как бы пробуксовывает. Такая система взаимодействия в звеньях рабочего органа создает большое трение, что приведет к быстрому износу оболочки тора и коэффициент полезного действия устройства будет низким.
Задачей изобретения является повышение надежности и работоспособности устройства.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для перекачивания текучей среды, содержащем герметичную камеру, в которой установлен с возможностью совместного и одновременного вытеснения и всасывания перекачиваемой среды рабочий орган в виде торообразной эластичной оболочки, имеющей упругий заполнитель, а также снабженный поршнем, выполненным в виде стержня с опорными дисками, и привод, выполненный в виде барабана, связанного с электродвигателем, и роликовых блоков, причем торообразная оболочка установлена на поршне, с двух сторон которого закреплена гибкая связь, проходящая через уплотнения, установленные в торцах камеры, роликовые блоки и барабан, а в камере на ее концах установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом конечные выключатели, соединенные с электродвигателем, упругий заполнитель торообразной оболочки выполнен в виде нетекучего торообразного вкладыша, поверхность которого имеет антифрикционное покрытие, причем в свободном нерабочем состоянии толщина вкладыша превышает зазор между поршнем и внутренней стенкой герметичной камеры, а стержень и опорные диски поршня выполнены из пластмассового материала с низким поверхностным трением.
Сущность изобретения заключается в том, что наличие упругого нетекучего торообразного вкладыша придает рабочему органу в виде торообразной оболочки устойчивость к проколам и разрывам, при этом из-за наличия антифрикционного покрытия сохраняется способность рабочего органа перекатываться, т.к. вкладыш проскальзывает по внутренней поверхности торообразной оболочки. Превышение же в свободном, нерабочем состоянии толщины упругого вкладыша зазора между стержнем поршня и внутренней стенкой герметичной камеры позволяет сохранить плотность примыкания эластичной оболочки рабочего органа к внутренним стенкам камеры и к стержню поршня. Выполнение стержня и опорных дисков поршня из пластмассового материала с низким поверхностным трением позволит торообразной оболочке рабочего органа при перекатывании более свободно пробуксовывать по контактным поверхностям стержня и опорных дисков поршня. Указанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному устройству достигнуть положительных эффектов, заключающихся в повышении надежности и работоспособности устройства.
На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство.
На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.
Устройство для перекачивания текучей среды содержит герметичную камеру 1, в которой установлен рабочий орган, выполненный в виде торообразной оболочки 2 из эластичного материала, в полости которой расположен упругий нетекучий торообразный вкладыш 3, изготовленный, например, из технического каучука, поверхность которого имеет антифрикционное покрытие, например, из технического масла. В торообразной оболочке 2 установлен поршень 4, выполненный в виде стержня 5 с опорными дисками 6. С двух сторон поршня 4 закреплен трос 7, проходящий через уплотнения 8, роликовые блоки 9 на барабан 10, соединенный через муфту 11 с электродвигателем 12. Герметичная камера 1 через всасывающие клапаны 13 и 14 сообщена с резервуаром 15, а через клапаны 16 и 17 с магистралью 18. На корпусе камеры 1 размещены конечные выключатели 19 и 20, соединенные с электродвигателем 12. Устройство работает следующим образом.
Электродвигатель 12 вращает барабан 10, например, против часовой стрелки, и трос 7 тянет поршень 4, который, скользко пробуксовывая по внутренней части перекатывающейся торообразной оболочки 2, перемещается вправо. Свободное пробуксовывание поршня 4 по перекатывающейся поверхности внутренней части торообразной оболочки достигается за счет использования в качестве материалов стержня 5 и опорных дисков 6 поршня 4 специальной пластмассы (например, политетрафторэтилен), обладающей оригинальным свойством, т.е. очень низким поверхностным трением. Нетекучий торообразный упругий вкладыш 3 не мешает перекатыванию оболочки 2, т.к. антифрикционное покрытие всей ее поверхности устраняет избыточное трение между поверхностью вкладыша 3 и внутренней поверхностью торообразной оболочки 2. Ввиду того, что в свободном, нерабочем состоянии толщина упругого вкладыша 3 превышает зазор между внутренней стенкой герметичной камеры 1 и стержнем 5 поршня 4, то в рабочем состоянии вкладыш 3 находится в упругосжатом состоянии и плотно прижимает стенки торообразной оболочки 2 к поверхности стержня 5 поршня 4 и внутренней поверхности герметичной камеры 1, что способствует сохранению герметичности.
При перемещении поршня 4 вправо клапаны 13 и 16 открываются, а клапаны 14 и 17 закрываются, и текучая среда из правой полости камеры 1 вытесняется в магистраль 18, а левая полость камеры 1 заполняется текучей средой из резервуара 15.
В крайнем правом положении рабочий орган переключает конечный выключатель 19, и электродвигатель 12 начинает вращать барабан 10 по часовой стрелке. Клапаны 13 и 16 закрываются, а клапаны 14 и 17 открываются, и текучая среда из левой полости камеры 1 вытесняется в магистраль 18, а правая полость камеры 1 заполняется текучей средой из резервуара 15. В крайнем левом положении рабочий орган переключает конечный выключатель 20, и электродвигатель 12 начинает вращаться против часовой стрелки. Далее цикл повторяется.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с устройством-прототипом заключается в том, что наличие нетекучего упругого торообразного вкладыша с антифрикционным покрытием в полости торообразной оболочки рабочего органа, а также использование в качестве материала стержня и опорных дисков поршня пластмассы с низким поверхностным трением позволяет значительно повысить надежность и работоспособность устройства, т.к. при возможном проколе или разгерметизации оболочки тора устройство не теряет свою работоспособность (т.к. торообразный вкладыш не вытекает из полости оболочки), при этом скользкое пробуксовывание тора при перекатывании по поверхностям стержня и опорных дисков поршня значительно уменьшается.
Устройство для перекачивания текучей среды, содержащее герметичную камеру, в которой установлен с возможностью совместного и одновременного вытеснения и всасывания перекачиваемой среды рабочий орган в виде торообразной эластичной оболочки, имеющей упругий заполнитель, а также снабженный поршнем, выполненным в виде стержня с опорными дисками, и привод, выполненный в виде барабана, связанного с электродвигателем, и роликовых блоков, причем торообразная оболочка установлена на поршне, с двух сторон которого закреплена гибкая связь, проходящая через уплотнения, установленные в торцах камеры, роликовые блоки и барабан, а в камере на ее концах установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом конечные выключатели, соединенные с электродвигателем, отличающееся тем, что упругий заполнитель торообразной эластичной оболочки выполнен в виде нетекучего торобразного вкладыша, поверхность которого имеет антифрикционное покрытие, причем в свободном, нерабочем состоянии толщина вкладыша превышает зазор между стержнем поршня и внутренней стенкой герметичной камеры, а стержень и опорные диски поршня выполнены из пластмассового материала с низким поверхностным трением.
