Регулируемый дозирующий насос

Полезная модель относится к насосостроению.
Известен аналог - регулируемый плунжерный насос - патент США №4575317, F04B 7/06, 1986 г., включающий гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце, ярмо и шаровой шарнир соединяющий плунжер с приводом, основание, имеющее поверхность с удлиненным ниже точки шарнира поршня пазом и дугообразный паз вблизи противоположного конца гильзы, первый и второй шарнирные пальцы, закрепленные на поворотной плите, которая в свою очередь закреплена к гильзе через вертикальную колонну.
Также известен регулируемый плунжерный насос - авторское свидетельство СССР №1548506, F04B 7/06, 20.05.88, содержащий установленную на корпусе гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце и поводком, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и равномерности подачи жидкости за счет снижения осевых нагрузок на рабочие органы, насос снабжен двусторонним упором, выполненным в виде двух параллельных дисков, соединенных перегородкой, при этом один конец упора подпружинен к корпусу, а другой шарнирно установлен на последнем с возможностью наклона его к оси плунжера, а поводок выполнен в виде сферического ролика, установленного между дисками.
Также известен регулируемый плунжерный насос патент №151546, МПК F04B 7/06, 2014 г., выбранный в качестве прототипа, содержащий установленную на корпусе гильзу с входным и выходным каналами, в которой с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения установлен плунжер с лыской на его конце, отличающийся тем, что к противоположному концу плунжера шарнирно закреплен шатун, который другим концом шарнирно соединен с ротором, установленным на валу червячного колеса, имеющего зацепление с червяком, и образующего с червяком кинематическую пару редуктора, корпус которого установлен в корпус на шарнирных опорах, имеющих общую ось, и шарнирно соединен с сухарем, который соединен с регулировочным винтом, ввинченным в резьбовое отверстие корпуса, с возможностью преобразования прямолинейного движения регулировочного винта при его вращении в резьбовом отверстии корпуса во вращательное движение корпуса редуктора относительно оси его шарнирных опор.
Недостатками прототипа являются его малая надежность и невозможность использования для дозирования химических реагентов. Малая надежность является следствием наличия на конце плунжера лыски, которая уменьшает общую длину цилиндрической части плунжера и провоцирует образование задиров на плунжерной паре, так как при вращении шатуна помимо осевых нагрузок на плунжер имеются и изгибающие силы. При эксплуатации на плунжере со стороны крепления шатуна образуются задиры и происходит преждевременный износ. Наличие задиров и износа направляющей части плунжера со стороны крепления шатуна нарушает герметичность рабочей камеры, при работе наблюдается переток перекачиваемой жидкости во внутрь корпуса насоса, что ограничивает использование регулируемого плунжерного насоса для дозирования химических реагентов, вступающих в реакцию с маслом используемом в насосе для смазки червячной пары редуктора или способных снизить эффективность смазки.
Техническими задачами полезной модели являются повышение надежности регулируемого дозирующего насоса и возможность применения для всех видов жидкости.
Решение технической задачи в регулируемом дозирующем насосе, содержащем плунжер, установленный с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения при помощи приводного механизма, содержащего шатун, маховик, червячное колесо, связанное с червяком и образующее с червяком кинематическую пару редуктора, корпус которого установлен в корпусе насоса на шарнирных опорах, имеющих общую ось и шарнирно соединен с вилкой, который соединен с регулировочным винтом, ввинченным в резьбовое отверстие корпуса с возможностью увеличения или уменьшения угла наклона маховика относительно оси плунжера, достигается тем, что насос снабжен ползуном, установленным в гильзе на торце корпуса насоса, гильза ползуна связана с наружной гильзой насоса, которая другим концом связана с головкой, в которой установлен плунжер и выполнены входное и выходное отверстия, при этом плунжер шарнирно соединен с маховиком установленным на валу червячного колеса через ползун, являющийся направляющей частью для плунжера с возможностью самокомпенсации погрешностей сборки, предотвращая его задирание и заклинивание.
На фиг. 1 представлен чертеж насоса.
На фиг. 2 представлен разрез.
Регулируемый дозирующий насос содержит плунжер 1, установленный с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения при помощи приводного механизма, содержащего шатун 2, маховик 3, червячное колесо 4, связанное с червяком 5 и образующее с червяком 5 кинематическую пару редуктора, корпус 6 которого установлен в корпусе 7 насоса на шарнирных опорах 8, имеющих общую ось 9 и шарнирно соединен с вилкой 10, который соединен с регулировочным винтом 11, ввинченным в резьбовое отверстие 12 корпуса 7 с возможностью увеличения или уменьшения угла наклона маховика 2 относительно оси плунжера 1, насос снабжен ползуном 13, установленным в гильзе 14 на торце корпуса 7 насоса, которая другим концом соединена с головкой 15, в которой установлен плунжер 1 и выполнены входное 16 и выходное 17 отверстия, при этом плунжер 1 шарнирно соединен с маховиком 3 установленным на валу 17 червячного колеса 4 через ползун 13, являющийся направляющей частью для плунжера 1 с возможностью самокомпенсации погрешностей сборки, предотвращая его задирание и заклинивание.
Рассмотрим регулируемый дозирующий насос в работе.
Электродвигатель или любое приводное устройство вращает червяк 5. Вращение червяка 5 преобразуется во вращение червячного колеса 4 и маховика 3, установленного на одном валу 17 с червячным колесом 4. Вращение маховика 3 через шатун 2, расположенный относительно оси плунжера 1 под углом α градусов, преобразуется во вращательное и возвратно-поступательное прямолинейное движение плунжера 1.
На фиг. 1 показано крайнее правое положение плунжера 1, при котором закрыты одновременно входной 16 канал и выходной 17 канал. При этом плунжер 1 совершает вращательное движение, при дальнейшем вращательном и поступательном движении плунжера 1 проточный канал 18 плунжера открывает выходной канал 17 в рабочую камеру 19 головки 15 и перекрывает входной канал 16. При поступательном движении происходит выдавливание жидкости из рабочей камеры 16 в выходной канал 18. При достижении крайнего левого положения плунжера 1, происходит закрытии выходного канала 17 и входного канала 16. При дальнейшем вращательном-возвратном движении плунжера 1, проточный канал 18 плунжера 1 открывает входной канал 16 в рабочую камеру 19 головки 15 и перекрывает выходной канал 17. При перекрытом выходном канале 17 и открытом входном канале 16, перекачиваемая среда за счет создаваемого разрежения в рабочей камере 19 головки 15 при возвратном движении плунжера вправо нагнетается в нее. При достижении крайне правого положения плунжера 1, рабочая камера 19 головки 15 заполняется порцией перекачиваемой среды. И процесс повторяется.
Возможно изменение стороны вращения плунжера, при этом изменится направление движения перекачиваемой среды из канала 16 в канал 17.
Изменение производительности насоса осуществляется путем вращения регулировочного винта 11. Вращение регулировочного винта 11 в отверстии 12 с резьбой корпуса 7 сопровождается его прямолинейным движением, которое передается вилке 10. Прямолинейное движение вилки 10 по касательной к радиусу R, передается во вращательное движение корпуса редуктора 6 относительно оси шарнирных опор 8. При этом изменяется угол α между шатуном 2 и осью плунжера 1. При максимальном угле α, плунжер 1 имеет максимальный ход, а насос максимальную производительность. При уменьшении угла α ход плунжера 1 и производительность насоса уменьшаются.
Предложенное техническое решение намного надежнее, чем устройство по прототипу, так как в его конструкции, в отличие от прототипа, имеется ползун, являющийся направляющим для плунжера, а также имеется промежуточная наружная гильза между рабочей полостью плунжерной пары и корпусом насоса предотвращающая возможный переток во внутреннюю полость корпуса наоса.