Устройство для подачи текучей рабочей среды

Устройство предназначено для подачи в глухие полости механизмов и систем заданного количества различных жидкостей. Устройство содержит корпус с входным патрубком для подвода рабочего газа и выходным патрубком для вывода текучей рабочей среды. Внутри корпуса размещены: камера из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом приблизительно на половине высоты внутренней полости корпуса, коллектор вывода текучей рабочей среды и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке. В корпусе со стороны дна камеры из эластичного материала выполнено сквозное отверстие, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент, изолирующий внутреннюю полость устройства от окружающей среды. При этом дополнительный герметизирующий элемент установлен с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой за счет механической связи дополнительного герметизирующего элемента с дном камеры. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства во всех условиях его эксплуатации. 1 ил.

 

Устройство для подачи текучей рабочей среды (ТРС) относится к гидротранспорту с использованием давления газа и может быть применено для подачи в глухие полости механизмов и систем заданного количества различных жидкостей.

Известны устройства для подачи, дозирования и распределения смазок и других ТРС. Перемещение и транспортирование ТРС к месту ее потребления достигается чаще всего за счет обжатия или расширения давлением газа эластичной камеры (мешка, оболочки, колпака и т.д.). Уменьшение или увеличение объема эластичной камеры обеспечивает выдавливание ТРС из резервуара или из той части его полости, где эта рабочая среда находится до срабатывания устройства.

При изучении справочно-информационных и патентных фондов были выделены аналоги изобретения, в том числе:

- устройство для подачи ТРС с использованием давления газа, приведенное в патенте на полезную модель RU №130370, МПК F16N 7/30, публикация 20.07.2013, Б.И. №20. Устройство содержит источник рабочего газа и емкость с выходным патрубком, внутри которой размещены камера из эластичного материала, заполненная ТРС, коллектор, установленный с возможностью вывода ТРС, и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке емкости. Кроме того, устройство содержит механизм стравливания газа, обеспечивающий сохранность камеры из эластичного материала после срабатывания устройства, и систему задействования составных частей. При этом источник рабочего газа соединен трубопроводом с каналами подвода газа к наружной поверхности камеры, а также с механизмом стравливания газа, который содержит спускной клапан и узел задержки срабатывания.

Транспортирование жидких (пластичных) ТРС к месту их потребления с использованием этого устройства достигается за счет обжатия давлением рабочего газа эластичной камеры.

К недостаткам данного устройства следует отнести техническую сложность и неудовлетворительные габаритно-массовые характеристики используемого в его составе механизма стравливания газа. При этом для срабатывания механизма стравливания газа данного устройства требуется внешний источник энергии;

- устройство для подачи ТРС с использованием давления газа, приведенное в патенте RU №2223441, МПК⁹ F16N 7/30, 11/10, публикация 10.02.2004, Б.И. №4. Устройство содержит корпус с входным патрубком для подвода рабочего газа и выходным патрубком для вывода ТРС, размещенные в корпусе камеру со стенкой из эластичного материала, заполненную ТРС, полость для рабочего газа, изолированную от камеры, и коллектор, установленный внутри камеры с возможностью вывода из нее ТРС. При этом в выходном патрубке установлена герметизирующая мембрана. Корпус соединен с источником рабочего газа трубопроводом, в котором установлен механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью.

Транспортирование жидких (пластичных) ТРС к месту их потребления с использованием этого устройства достигается также за счет обжатия давлением рабочего газа эластичной камеры.

Следует отметить, что по сравнению с используемым в предыдущем устройстве, механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью очень компактен и не требует для задействования внешнего источника энергии. Однако механизм стравливания газа этого типа также имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в виду малой пропускной способности дросселирующего элемента он весьма чувствителен к чистоте рабочего газа и, практически, не работоспособен при использовании источника газа генераторного типа, что также может привести к отказу срабатывания устройства, вследствие чего понижается надежность его работы;

- устройство для подачи ТРС с использованием давления газа, приведенное в патенте RU №2334160, МПК⁹ F16N 7/30, публикация 20.09.2008, Б.И. №26. Устройство содержит корпус с входным патрубком под трубопровод от источника рабочего газа, и выходным патрубком для ТРС. Внутри корпуса размещены: камера из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом, и трубчатый коллектор с радиусами скругления на свободном конце, выступающем от места заделки трубки в корпусе в виде консоли, установленной с возможностью вывода ТРС через трубку. В выходном патрубке установлен герметизирующий элемент в виде мембраны. Корпус в данном устройстве соединен с источником рабочего газа трубопроводом, в котором установлен механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью.

Транспортирование жидких (пластичных) ТРС к месту их потребления с использованием этого устройства достигается также за счет обжатия давлением рабочего газа эластичной камеры.

Как указывалось выше, механизм стравливания газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью, который используется в данном устройстве, имеет существенные недостатки, понижающие надежность работы этого устройства.

Известно также устройство для подачи ТРС, приведенное в патенте RU №2466327, МПК F16N 7/30, F16N 11/10, публикация 10.11.2012, Б.И. №31, содержащее корпус с входным патрубком для подвода рабочего газа и выходным патрубком для вывода ТРС. Внутри корпуса размещена камера из эластичного материала, имеющая в продольном сечении форму стакана, обращенного открытой стороной к выходному патрубку. Камера соединена с корпусом и установлена с возможностью подвода к ее внешней поверхности рабочего газа. Вне камеры перед выходным патрубком установлен коллектор с возможностью вывода через него ТРС. Место соединения камеры с корпусом расположено от коллектора на расстоянии, соизмеримом с высотой камеры. В выходном патрубке установлен герметизирующий элемент.

При этом данное устройство имеет вариант исполнения, у которого в корпусе со стороны входного патрубка может быть выполнен дополнительный патрубок, соединенный с каналами подвода рабочего газа к внешней поверхности камеры. В этом дополнительном патрубке может быть установлен механизм стравливания рабочего газа в виде дросселирующего элемента с малой пропускной способностью.

Следует отметить, что при срабатывании данного устройства выдавливание ТРС обеспечивается не в процессе обжатия камеры, как в предыдущих аналогах устройства, а за счет выворачивания до упора цилиндрической части ее стенки в поверхности внутренней полости корпуса и донышка - в коллектор.

Данное устройство выбрано за прототип как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату.

Как указывалось выше, используемый в этом устройстве тип механизма стравливания газа в виде дросселирующего элемента (независимо от места, в котором он будет установлен: в трубопроводе, соединяющем устройство с источником рабочего газа, или в корпусе устройства), имеет существенные недостатки. В виду малой пропускной способности дросселирующего элемента он весьма чувствителен к чистоте рабочего газа и, практически, не работоспособен при использовании источника газа генераторного типа, что также может привести к отказу срабатывания устройства, вследствие чего понижается надежность его работы;

Кроме того, при срабатывании устройства, начиная с момента поступления во внутреннюю полость, и в дальнейшем в течение всего процесса выполнения полезной работы по выдавливанию ТРС из корпуса, одновременно рабочий газ через дросселирующий элемент вытекает из внутренних полостей устройства в окружающую среду. За счет этого действующее давление рабочего газа уменьшается, что приводит к дополнительному существенному понижению работоспособности устройства.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства.

При использовании предлагаемого изобретения достигается следующий технический результат:

- повышается надежность работы устройства за счет обеспечения автоматической синхронизации момента срабатывания механизма стравливания газа с моментом срабатывания устройства;

- увеличивается КПД использования рабочего газа;

- для задействования механизма стравливания газа не требуется внешний источник энергии.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечиваются тем, что в устройстве для подачи текучей рабочей среды с использованием давления газа, содержащем корпус с входным патрубком для подвода рабочего газа, и выходным патрубком для вывода текучей рабочей среды, размещенные внутри корпуса камеру из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом приблизительно на половине высоты внутренней полости корпуса, коллектор вывода текучей рабочей среды и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке, согласно предлагаемому изобретению, в корпусе со стороны дна камеры из эластичного материала выполнено сквозное отверстие, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент, изолирующий внутреннюю полость устройства от окружающей среды, при этом дополнительный герметизирующий элемент установлен с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости c окружающей средой за счет механической связи дополнительного герметизирующего элемента с дном камеры.

Выполнение в корпусе со стороны дна камеры из эластичного материала сквозного отверстия позволяет выполнять стравливание отработавшего рабочего газа через канал с большой пропускной способностью, который работоспособен при использовании источника газа, как баллонного, так и генераторного типа. Вследствие этого обеспечивается возможность устранения причин, которые могли бы приводить к отказу срабатывания устройства, например, в виду отказа срабатывания механизма стравливания газа из-за забития дросселирующего элемента продуктами горения ПТС генераторного источника газа, и за счет этого повышается надежность работы устройства.

Установка в сквозном отверстии дополнительного герметизирующего элемента позволяет на период времени, необходимый для полного срабатывания устройства, изолировать его внутренние полости от окружающей среды и с более высоким КПД использовать рабочий газ для выполнения полезной работы по выдавливанию ТРС из корпуса и ее транспортированию потребителю, что также способствует возможности повышения надежности работы устройства.

Установка дополнительного герметизирующего элемента с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой позволяет синхронизировать момент стравливания из внутренней полости устройства отработавшего рабочего газа с моментом срабатывания устройства, что исключает возможность преждевременной утечки рабочего газа и способствует возможности устранения причин, приводящих к возможному отказу срабатывания устройства. В результате, также повышается надежность работы устройства.

Выполнение между дном камеры и дополнительным герметизирующим элементом механической связи позволяет без использования внешнего источника энергии для задействования пневматически соединять внутренние полости устройства с окружающей средой в строго установленный момент времени - после окончания процесса выдавливания ТРС из камеры и корпуса, то есть, после срабатывания устройства. В результате, существенно повышается КПД использования газа в процессе эвакуации и ТРС из камеры и надежность работы устройства.

В совокупности существенные признаки предложенного устройства обеспечивают возможность решения сформулированной выше задачи изобретения и достижения указанного технического результата.

Пример исполнения устройства поясняется иллюстрацией.

На иллюстрации показано устройство, в корпусе 1 которого выполнены: входной патрубок 2 для подвода рабочего газа и выходной патрубок 3 для вывода ТРС. Внутри корпуса 1 размещена тонкостенная камера 4 с глухим дном, которая выполнена из эластичного материала и в продольном сечении имеет форму стакана, обращенного открытой стороной к выходному патрубку 3. Камера 4 содержит изолирующий элемент 5 в виде бурта Т-образной формы. Перед выходным патрубком 3 установлен коллектор 6 с возможностью вывода ТРС 7 из внутренней полости корпуса 1. Камера 4 при помощи изолирующего элемента 5, расположенного приблизительно на половине высоты внутренней полости, соединена с корпусом 1 с возможностью подвода к ее внешней поверхности рабочего газа за счет отверстия 8 и каналов 9. В выходном патрубке 3 установлен герметизирующий элемент 10 в виде колпачка с разрушаемым элементом (на иллюстрации не обозначен).

Со стороны дна камеры 4 в корпусе 1 выполнено сквозное отверстие 11, в котором установлен герметизирующий элемент 12. За счет механической связи герметизирующего элемента 12 с дном камеры 4 обеспечивается возможность пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой.

В данном примере исполнения предлагаемого устройства герметизирующий элемент 12 выполнен в виде подвижной пробки, а на внешней части дна камеры 4 выполнено местное утолщение 13 с выступом 14. Выступ 14 на камере 4 соединен посредством гибкой тяги 15 с подобным выступом 16 на торце герметизирующего элемента 12. Длина гибкой тяги 15 устанавливается соизмеримой с высотой внутренней полости корпуса 1.

На выходе из отверстия 11 установлен упор 17 для фиксации герметизирующего элемента 12.

Настоящее изобретение не ограничивается приведенным примером.

При этом в конструкции устройства могут быть выполнены различные варианты исполнения, как формообразующих элементов, так и элементов функционального назначения, в том числе, стенок корпуса 1, герметизирующего элемента 12, отверстий 8 и 11, каналов 9 и других. В зависимости от конкретного исполнения этих элементов механическая связь дна камеры 4 с дополнительным герметизирующим элементом 12 может быть выполнена не посредством гибкой тяги 15 (из синтетических ниток), а с использованием твердых тел, например, складывающихся стержней, раздвижных (телескопических) трубок, шарниров и прочих.

Устройство, представленное на иллюстрации, работает следующим образом.

При подаче команды на срабатывание включается внешний источник рабочего газа (на иллюстрации не показан). Рабочий газ через патрубок 2 попадает внутрь корпуса 1, при этом через отверстие 8 и каналы 9 он доходит до стенок камеры 4.

Под действием давления рабочего газа стенки камеры 4 отходят от внутренней поверхности корпуса 1, и затем камера 4 выворачивается (конечное и промежуточные положения стенки камеры на иллюстрации не показаны) до упора цилиндрической стенки камеры в поверхности внутренней полости корпуса 1, а дна камеры - в коллектор 6. В процессе выворачивания камеры 4 возрастающее давление ТРС 7 воздействует на герметизирующий элемент (колпачок) 10. При этом после достижения заданного уровня давления у колпачка прорывается разрушаемый элемент (на иллюстрации не обозначен). Под действием давления рабочего газа ТРС 7 через выходной патрубок 3 выдавливается из внутренней полости корпуса 1 и по транспортному трубопроводу (на иллюстрации не показан) поступает к месту ее потребления.

В процессе дальнейшего выворачивания камеры 4 под действием давления рабочего газа, перед упором ее дна в коллектор 6, за счет соединения посредством гибкой тяги 15 выступа 14 на внешней части дна камеры 4 с подобным выступом 16 на герметизирующем элементе 12, происходят сначала распрямление и натяжение гибкой тяги 15, а затем полное извлечение герметизирующего элемента 12 из отверстия 11 в сторону внутренней полости корпуса 1.

При этом отработавший рабочий газ через открывшееся отверстие 11 стравливается в окружающую среду. После этого стенки камеры 5 не испытывают избыточного давления и могут находиться в целости и сохранности в течение длительного времени.

Для повторного срабатывания заявляемого устройства камера 4 вновь заполняется заданным количеством ТРС 7, а колпачок 10 со сработанным разрушаемым элементом заменяется новым. Для изготовления камеры 4 используется резиновая смесь. Корпус 1, коллектор 6 и колпачок 10 изготавливаются из алюминиевых сплавов, гибкая тяга 15 - из полиамидных (капроновых) ниток.

В случае выполнения конструкции согласно предлагаемому изобретению достигается следующий технический результат - повышение надежности работы устройства во всех условиях его эксплуатации за счет использования механизма стравливания газа, обеспечивающего автоматическую синхронизацию момента его срабатывания с моментом срабатывания устройства и не требующего для задействования внешнего источника энергии. При этом обеспечиваются сохранность и возможность повторного использования эластичной камеры.

Устройство для подачи текучей рабочей среды с использованием давления газа, содержащее корпус с входным патрубком для подвода рабочего газа, и выходным патрубком для вывода текучей рабочей среды, размещенные внутри корпуса камеру из эластичного материала в виде стакана, открытой стороной обращенного к выходному патрубку и соединенного с корпусом приблизительно на половине высоты внутренней полости корпуса, коллектор вывода текучей рабочей среды и герметизирующий элемент, установленный в выходном патрубке, отличающееся тем, что в корпусе со стороны дна камеры из эластичного материала выполнено сквозное отверстие, в котором установлен дополнительный герметизирующий элемент, изолирующий внутреннюю полость устройства от окружающей среды, при этом дополнительный герметизирующий элемент установлен с обеспечением возможности пневматического соединения при срабатывании устройства его внутренней полости с окружающей средой за счет механической связи дополнительного герметизирующего элемента с дном камеры.