Мембранный дозирующий насос: как выбрать и где купить. Импульсный насос-дозатор Мембранный дозирующий насос: принцип действия

Все большую популярность в системах автоматики как домашнего, так и промышленного применения находят насосы-дозаторы. Такие насосы широко начинают применяться и в системах подачи топлива, и в системах капельного орошения и для подачи в резервуары определенных доз необходимых реагентов. Однако, промышленные изделия, зачастую импортного происхождения и характеризуются высокой стоимостью. Попытаемся предложить решение, которое превратит обычный насос в насос – дозатор.

В случае применения двигателя постоянного тока в качестве привода насоса – дозатора, управление.производительностью насоса можно осуществлять изменением напряжения питания. Однако, для того чтобы, скажем, снизить производительность насоса, уменьшать напряжение до низких значения небезопасно, т.к. двигатель может выйти из зоны устойчивого управления. Выходом в такой ситуации может быть – обеспечение импульсного режима питания насоса.. С каждым импульсом, двигатель как бы начинает работать заново, преодолевая, связанные со стартовыми режимами, моменты сопротивления (сухое трение, набор оборотов и т.д.). .

Достаточно просто импульсный режим питания реализуется на микросхемах стандартной логики. В данной схеме, для задания импульсного режима питания, применен генератор с изменяемой длительностью паузы между импульсами подачи питания. В самом деле, ведь импульс питания не должен уменьшаться до нуля, с тем, чтобы гарантировать время работы в импульсе минимально необходимое для устойчивой работы. Время рабочего цикла насоса задается с помощью резистора R2. Время паузы – резисторами R1 и R3

Диод VD3 служит для рекуперации тока, вызванного ЭДС самоиндукции обмотки двигателя по перерыва подачи питания через обмотку двигателя. Его назначение здесь не отличается от диодов, подключаемых параллельно обмоткам реле постоянного тока для устранения выбросов напряжения. Транзисторный ключ VT2 в состоянии обеспечить коммутацию нагрузки с током потребления до 9 А. Фото рабочего макета устройства:

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U	Вентиль	CD4093B	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	BC547C	1			В блокнот
VT2	MOSFET-транзистор	IRF630A	1			В блокнот
VD1-VD2	Выпрямительный диод	1N4148	2			В блокнот
VD3	Выпрямительный диод	1N4007	1			В блокнот
LD1	Светодиод	АЛ307А	1			В блокнот
VD4	Стабилитрон	КС210Б	1			В блокнот
R1	Переменный резистор	100 кОм	1	СПО		В блокнот
R2	Резистор	36 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор	110 кОм	1			В блокнот
R4	Резистор	200 Ом	1			В блокнот
R5	Резистор	11 кОм	1			В блокнот
R6	Резистор

В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.

С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.
Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса, вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.

Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.

Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности - в дозировочных насосах и насосах высокого давления.

Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.

Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.

Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении

Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон ("гармошку"), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение - выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.

Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.

Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость "на сухую", т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.

Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.

Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).

Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.

Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.

Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.

Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200...400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
Применяются в пищевой и химической промышленности.

На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.

Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разряжение на всасывании.
Что происходит дальше видно на картинке.
Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
Преимущество - простота конструкции.

Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).

Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.

Принцип работы:

На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.

Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.

Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).

Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.

Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.

Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.

Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
- самовсасывание (до 7...9 метров),
- бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
- возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
- возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.

Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.

Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.

Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.

Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.

Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.

Газлифт (от газ и англ. lift - поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.

В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них - буровая скважина или резервуар, а другой - труба, в которой находится газожидкостная смесь.

Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.

Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.

Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны

Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.

Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)

Центробежный насос

Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.

Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов - износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.

Многосекционный насос

Многосекционные насосы - это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.

Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.

По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).

Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.

Трехвинтовой насос

Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта - до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.

Насосы этого типа применяются:
- на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
- в системах гидравлики,
- в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.

Струйный насос

Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.

Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.

Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды - водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением - инжекторами.

Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.

Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.

Спиральный вакуумный насос

Спиральный вакуумный насос представляет собой объёмный насос внутреннего сжатия и перемещения газа.
Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.
Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.
Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения - не нужно масло).
Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.

Ламинарный (дисковый) насос

Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.

*Информация взята из открытых источников.

Мембранный дозирующий насос является практически самым востребованным агрегатом, используемым в промышленности и быту, так как отличается высокой практичностью и эффективностью. Среди основных достоинств стоит назвать компактность, регулируемую производительность, а также высокую точность дозирования жидкости. Этого удалось добиться благодаря особой конструкции. Такой прибор без проблем поможет перекачать необходимый объем воды за определенное время.

Из этой статьи вы узнаете:

Каков принцип действия мембранного дозирующего насоса

В чем преимущества и недостатки мембранных дозирующих насосов

Как применяется мембранный дозирующий насос

Как оценить эффективность мембранного дозирующего насоса

Как выбрать мембранный дозирующий насос

Где купить мембранный дозирующий насос

Мембранный дозирующий насос: принцип действия

Все модели мембранных дозирующих насосов условно можно разделить на две части: аналоговые и цифровые. Каждая из них также делится на насосы постоянного и пропорционального дозирования.

Также важно понимать, что по производительности устройства бывают четырех серий: 600, 603, 800, 803. Все представленные на портале варианты произведены из ПВДФ и с керамическими шариковыми клапанами, что позволяет гарантировать стабильное функционирование системы практически со всеми химическими растворами.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

(51)4 Е 04 Г 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 размещени подсоедиубопроводключен ктвом трубоающе пер Посред емкост тельство СССР 1/02, 1980,Ссоо ныи кла д а ти камер остью 4. оляет повыси о насоса путе ания жидкости ол1 ена п. А-лы,рожнения всас К АВТОРСНО(57) Изобретение попроизв-сть импульснобеспечения перекачв процессе цикла оп патрубка (П) 2, П чиваемой жидкости нен к рабочеи камере 1 3 подвода сжатого газа верхней части П 2, провода 5 приемная с нижней частью П 2. В 6 установлен в верхней 1, к-рая размещена над Ось трубопровода 3 рас касательной к оси П 2.Изобретение относится к насосостроению, касается импульсных насосов и может быть использовано для перекачивания различных жидкостей.Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечения перекачивания жидкости в процессе цикла опорожнения всасывающего патрубка. 10На Лиг. 1 изображена схема насоса, исходное положение, на Лиг. 2 - то же, фаза опорожнения всасывающего патрубка; на Лиг, 3 - то же, Лаза заполнения камеры жидкостью. 15 Импульсный насос содержит рабочую камеру 1 с подсоединенным к ней всасывающим патрубком 2, размещенным в перекачиваемой жидкости, и трубопро вод 8 подвода сжатого газа, подключенный к верхней части всасывающего патрубка 2, Насос снабжен также приемной емкостью 4, трубопроводом 5, посредством которого последняя сооб щена с нижней частью всасывающего патрубка 2 и воздушным клапаном 6, установленным в верхней части камеры 1, которая размещена над емкостью 4. Ось трубопровода 3 подачи сжатого 30 газа расположена по касательной к оси всасывающего патрубка 2.Насос работает следующим образом. В исходном положении (фиг.1) камера 1 и емкость 4 не заполнены, всасывающий патрубок 2 и трубопровод 5 заполнены перекачиваемой жидкостью до ее исходного уровня. При подаче газа в трубопровод 3 (фиг.2) патрубок 2 опорожняется, а жидкость из трубопровода 5 переливается в приемную емкость 4. В процессе дальнейшей подачи газа в трубопровод 3 при определенном его уровне открывается клапан 6 (Лиг.3), давление в камере 1 резко падает до атмосферного, и жидкость по патрубку 2 под действием гидростатического давления и инерционных сил поступает в камеру 1 и емкость 4, Из емкости 4 жидкость поступает потребителю, Цикл работы повторяется.формула изобретения1. Импульсный насос, содержащийрабочую камеру с подсоединенным к нейвсасывающим патрубком, размещенным вперекачиваемой жидкости, и трубопроводподвода сжатого газа, подключенный кверхней части всасывающего патрубка,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностипутем обеспечения перекачивания жидкости в процессе цикла опорожнениявсасывающего патрубка, насос снабженприемной емкостью, трубопроводом,посредством которого последняя сообщена с нижней частью всасывающегопатрубка, и воздушным клапаном, установленным в верхней части камеры, которая размещена над емкостью.2. Насос по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что ось трубопроводаподачи сжатого газа расположена покасательной к оси всасывающего патрубка,1479708Составитель А.Кулигиндактор М,Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончак Заказ 2522/35 Тираж 523. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 1

Заявка

4198499, 24.02.1987

ЕРОХИН СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Импульсный насос

Похожие патенты

Надежности,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для удаления воздуха из сифонного всасывающего патрубка лопастного насоса, содержащем эжектор с пусковымустройством, активное сопло которого подсоединено к нагнетательному патрубку насоса, а пассивное - к воздухосборнику,последний выполнен в виде емкости, снабженной датчиками верхнего и нижнего уровней, подключенными к пусковому устройству эжектора, и подсоединенной в нижнейчасти к верхней зоне сифона.На чертеже схематично изображено пред.лагаемое устройство, вид сбоку. 2Устройство для удаления воздуха из сифонного всасывающего патрубка 1 лопастного насоса 2 содержит эжектор 3 с пусковым устройством (не показано), активное сопло 4 которого подсоединено к нагнетательному...

Чтобы средство 3 для направления газожидкостной смеси в виде газосборной воронки перекрывало сечение колонны обсадных труб 6. 45 Газожидкостная смесь, поступающая из пласта, проходит через средство 3 в виде воронки и далее по сепарационному элементу 1. Скорость газожидкостной смеси в сепарационном элементе 1 обусловлена не столько движением жидкости при всасывающем ходе насоса, сколько всплыванием газа в объеме газового фактора, стесненного сечением сепарационного элемента 1. Таким образом, скорость газожидкостной смеси в сепарационном элементе 1 при данном давлении на входе в выходит в затрубное пространствоскважины над средством 3 и всасывается насосом через нижний конец трубы4. Благодаря большим радиусу витковэлемента 1 и скорости...

Виде шнека 8, полая ось 9 которого имеет радиальные перфорационные отверстия 10 для прохода газожидкостной смеси, а струйный аппарат размещен на входе газоотводной 6 трубки, причем полость 40 оси 9 шнека сообщена с всасывающей полостью 11 струйного аппарата. Кроме того, устройство содержит фильтр 12.Устройство работает следующим образом. 45После запуска ПЭЦН 4 газожидкостная смесь, поступая через отверстия фильтра 12 в корпус 5, совершает винтовое движение, направляемое поверхностью шнека 8. Под действием центробежной силы частицы жидкости перемещаются к стенке корпуса 5 и поступают на прием ПЭЦН 4, а пузырьки газачерез перфорационные отверстия 10попадают во внутреннюю полость оси 955шнека 8 и далее - во всасывающую полость 11 струйного...

Владельцы патента RU 2307958:

Изобретение предназначено для использования в автономных газогенераторных когенерационных установках - мини-ТЭЦ, системах импульсного дождевания для полива сельхозугодий или пожаротушения, гидроударных диспергаторах твердых и жидких веществ. Импульсный водометный насос содержит трубопровод, нижний и верхний напорный баки, между которыми установлена камера сгорания, снабженная впускным и выпускным клапанами, запальной свечой. Насос снабжен соплом для выброса воды и установленными между камерой сгорания и верхним напорным баком ударным клапаном, перекрывающим вход в верхний напорный бак, и клапаном, состоящим из подвижной иглы-штока, расположенной в сопле и закрепленной на поршне, соединенным с пружиной. Увеличивается скорость выброса воды. 1 ил.

Предлагаемое изобретение предназначено для использования в автономных газогенераторных когенерационных установках - мини-ТЭЦ, системах импульсного дождевания для полива сельхозугодий или пожаротушения, гидроударных диспергаторах твердых и жидких веществ и т.д.

Известен импульсный дождевальный аппарат, состоящий из ствола и насадки с отверстием. На боковой поверхности ствола размещен водовоздушный бак, в верхней части которого установлено запальное устройство. Внутри ствола размещен запорный орган, выполненный в виде поршня и клапана. Водовоздушный бак верхней частью соединен с подпоршневой полностью ствола, сообщенной с атмосферой через обратный клапан (см. а.с. №501718, кл. А01G 25/00, В05В 1/08, опубликован 05.02.76, Бюл. №5). После воспламенения в баке горючей смеси под давлением расширяющихся газов поршень сдвигается и клапан открывает отверстие насадки, из которого происходит выброс порции воды и отработанных газов.

Недостатком импульсного дождевального аппарата является необходимость установки дополнительного источника энергии для достижения требуемой степени сжатия горючей смеси в баке, а также специальной распределительной системы для управления впускными клапанами.

Наиболее близким устройством, принятым в качестве прототипа, является насос Гемфри, представляющий собой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в котором роль поршня играет подвижный столб воды. После воспламенения смеси генераторного газа с воздухом в камере сгорания столб воды приводится в возвратно-поступательное движение внутри системы нижний бак - камера сгорания - верхний (напорный) бак, увлекая за собой каждый раз новую порцию воды из нижнего - в верхний напорный бак (Техническая энциклопедия, т.14 М.: ОГИЗ РСФСР, 1931, с.331-332).

Недостатком насоса Гемфри является относительно узкая область использования: подъем больших масс воды на небольшую высоту. Насос Гемфри, являясь эффективным преобразователем энергии сжигания топлива, в основном, в потенциальную энергию подъема воды, не содержит в своей технологической цепочке преобразователя этой энергии в кинетическую энергию импульсных выбросов воды.

Кинетическая энергия порции воды, движущейся с большой скоростью, может быть преобразована в короткие импульсы большой единичной мощности, следующие друг за другом. Именно такие источники энергии могут быть наиболее востребованным и во многих отраслях техники.

Таким образом, техническая задача изобретения заключается в расширении возможностей известного насоса Гемфри: кроме подъема больших масс воды на небольшую высоту, добавляется способность производить импульсный выброс порции воды, обладающей большой кинетической энергией, что позволяет использовать его в различных областях техники: в сельском хозяйстве для водоподьема, орошения или пожаротушения; в химической и горной промышленности для диспергирования, дробления материалов; в энергетике для превращения энергии сгорания топлива в кинетическую энергию импульсных выбросов жидкости для преобразования в электрическую и другие виды энергии и т.д.

Технический результат изобретения - увеличение скорости выброса воды, обеспечивающей короткие импульсные выбросы воды большой единичной мощности, следующие друг за другом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном насосе, содержащем нижний и верхний напорный бак, между которыми установлена камера сгорания, снабженная впускным и выпускным клапанами, запальной свечой, согласно изобретению насос снабжен соплом для выброса воды и установленными между камерой сгорания и верхним напорным баком ударным клапаном, перекрывающим вход в верхний напорный бак, и клапаном, состоящим из подвижной иглы-штока, расположенной в сопле и закрепленной на поршне, соединенным пружиной.

Отличительной особенностью заявленного устройства является наличие новых конструктивных элементов, а именно дополнительное установление на входе верхнего напорного бака ударного клапана, и клапана, состоящего из подвижной иглы-штока, расположенного между камерой сгорания и верхним напорным баком. Эти клапаны образуют гидроударную систему, которая обеспечивает получение мощных импульсных циклически повторяющихся выбросов воды порциями из сопла клапана с подвижной иглой-штоком, при этом мощность выбросов может достичь до сотен кВт в зависимости от скорости закрытия ударного клапана.

Во время работы устройства при открытом ударном клапане жидкость направляется через него к верхнему напорному баку со скоростью, возрастающей по времени, и в момент, когда сила давления жидкости на ударный клапан превысит его вес, он поднимается вверх и перекрывает отверстие к верхнему напорному баку. При этом происходит гидравлический удар и повышается давление в трубопроводе и на поверхности поршня клапана, в результате чего игла-шток, перекрывающая сопло, поднимается вверх и жидкость, ускоренная гидравлическим ударом, выбрасывается с большой скоростью из сопла клапана. Таким образом, именно благодаря установке вышеуказанных клапанов, представляющих собой гидроударную систему, которая преобразует кинетическую энергию движущейся жидкости в энергию гидравлического удара за счет быстрого закрытия ударного клапана, стало возможным увеличение скорости выброса воды импульсами, дающей короткие импульсные выбросы воды большой единичной мощности, следующие друг за другом с большой частотой.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественным всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Заявленное изобретение поясняется чертежом, где схематично изображен импульсный водометный насос, общий вид.

Импульсный водометный насос состоит из нижнего 1 и верхнего напорного 2 баков, между которыми установлена камера сгорания 3, снабженная выпускным 4 и впускным 5 клапанами, и запальной свечой 6. Между камерой 3 и баком 2 установлены ударный клапан 7, перекрывающий вход в напорный бак 2, и клапан 8, состоящий из подвижной иглы-штока 9, расположенной в сопле 10 для выброса воды и закрепленной на поршне 11, соединенным пружиной 12. Насос также содержит трубопровод 13 и впускной клапан 14 для воды.

Предлагаемое устройство - импульсный водометный насос - работает следующим образом.

Принцип работы заявляемого импульсного водометного насоса аналогичен четырехтактному двигателю внутреннего сгорания, причем роль поршня играет возвратно-поступательно движущийся столб жидкости. При взрыве смеси горючего газа, вырабатываемой газогенераторной установкой на древесных и других отходах, каменном угле или любом другом топливе, и воздуха в камере сгорания 3, сгоревшие газы расширяются и перемещают столб воды через трубопровод 13 и ударный клапан 7 по направлению к верхнему напорному баку 2 до тех пор, пока не откроется выпускной клапан 4, через который отработавшие газы выходят наружу. При открытии выпускного клапана 4 открывается продувочный клапан, и камера сгорания 3 наполняется свежим воздухом. При движении воды по направлению к верхнему напорному баку 2 получается дополнительное расширение газов, давление становится меньше атмосферного, и вода засасывается через впускной клапан 14. Поступившая вода частью следует за движущимся столбом жидкости, частью заполняет камеру сгорания 3.

При открытом ударном клапане 7 происходит разгон жидкости в направлении к верхнему напорному баку 2 со скоростью, возрастающей по времени. При некотором значении скорости сила давления на ударный клапан 7 увеличивается настолько, что превышает его вес. При этом ударный клапан 7 под силой давления жидкости поднимается и закрывает отверстие в верхний напорный бак 2.

Во время подъема ударного клапана 7 происходит гидравлический удар и повышается давление в трубопроводе 13. Несмотря на то, что ударный клапан 7 не успел полностью закрыться, давление в трубопроводе 13 и на площадке поршня 11 клапана 8 доходит до величины, превышающей силу сжатия пружины 12. В результате игла-шток 9, перекрывающая сопло 10, отбрасывается назад и вода, ускоренная гидравлическим ударом, выбрасывается с большой скоростью из сопла 10. После выброса струи из-за падения давления сопло 10 перекрывается иглой-штоком 9, а отверстие к верхнему напорному баку 2 открывается за счет веса (опускания) ударного клапана 7 и столб воды начинает обратное движение. При обратном движении воды продолжается удаление сгоревших газов до момента, пока вода не достигнет выпускного клапана 4 и не запрет его, после чего наступает сжатие свежего воздуха в той части камеры сгорания 3, которая располагается выше выпускного клапана 4. Давление сжатого воздуха при этом достигает величины больше статистического давления, соответствующего высоте верхнего напорного бака 2, поэтому столб воды начинает двигаться по направлению к верхнему напорному баку 2, сопровождаемый повторным гидравлическим ударом, описанным выше.

Когда уровень воды в камере сгорания 3 достигнет выпускного клапана 4, давление в камере сгорания 3 будет очевидно равно атмосферному, и при дальнейшем движении снова наступает разрежение, открывается впускной клапан 5, и смесь газа и воздуха наполняет камеру сгорания 3. Повторное обратное движение столба воды сжимает рабочую смесь, после чего последнюю воспламеняют и начинается новый рабочий такт.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет следующие преимущества:

Нет дополнительного источника энергии для достижения требуемой степени сжатия горючей смеси в камере сгорания;

Нет специальной распределительной системы для управления впускным клапаном;

Возможность получения коротких импульсных выбросов воды большой единичной мощности.

Импульсный водометный насос, содержащий трубопровод, нижний и верхний напорный баки, между которыми установлена камера сгорания, снабженная впускным и выпускным клапанами, запальной свечой, отличающийся тем, что насос снабжен соплом для выброса воды и установленными между камерой сгорания и верхним напорным баком ударным клапаном, перекрывающим вход в верхний напорный бак, и клапаном, состоящим из подвижной иглы-штока, расположенной в сопле и закрепленной на поршне, соединенным с пружиной.