ПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
PUMPING DEVICE

Изобретение относится к области насосного оборудования, в частности вибронасосам.
Известны различные перекачивающие устройства, например вибронасос, содержащий вибропривод, корпус рабочей камеры с впускными окнами и выходным патрубком. В рабочей камере размещены соосные конические сопла, связанные с виброприводом и камерой. С целью снижения мощности вибропривода за счет уменьшения массы вибрирующих элементов вибронасос снабжен оболочками из эластичного материала, которыми сопла соединены с корпусом (авторское свидетельство СССР №1377471, F04F 7/00). Недостатком насоса является его сложность и низкая производительность.
Известен также вибронасос для газов, содержащий корпус с нагнетательным и всасывающим патрубками, установленную в корпусе перфорированную перегородку с размещенным на ней сыпучим материалом и подсоединенным к нижней и верхней частям корпуса двумя вибраторами, при этом корпус выполнен с горизонтальным разъемом между верхней и нижней частями и последние соединены между собой промежуточным упругим элементом. (Авторское свидетельство СССР №787738, F04F 7/00). Недостатком насоса является его сложность, обусловленная наличием подвижного сочленения верхней и нижней частей насоса, а также двумя вибраторами.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является вибронасос, содержащий цилиндрическую рабочую камеру с приемным клапаном в виде сужающегося сопла, при этом рабочая камера снабжена, по крайней мере, двумя дополнительными клапанами, закрепленными на ее стенках и выполненными в виде изогнутых сужающихся сопел, расположенных на различных уровнях относительно входного клапана. Кроме того, сопла дополнительных клапанов и приемного клапана ориентированы в одном направлении (авторское свидетельство СССР №1583665, F04F 7/00).
Недостатком данного насоса является слабая производительность, обусловленная относительно небольшой площадью приемного и дополнительных клапанов. Кроме того, рабочая камера оказывается через дополнительные клапаны открытой для окружающего пространства, и при движении корпуса насоса вниз часть нагнетаемой жидкости выливается через них из рабочей камеры обратно в емкость с перекачиваемой жидкостью.
Задачей изобретения является повышение производительности насоса.
Техническим результатом изобретения является создание простого и надежного устройства перекачки жидкости с использованием эффекта дополнительного упругого сжатия в рабочей полости насоса.
Поставленная задача решается за счет того, что в перекачивающем устройстве, содержащем вибропривод, связанный с цилиндрическим корпусом, приемный клапан и отводящую магистраль, согласно изобретению приемный клапан выполнен в виде, по меньшей мере, одной перфорированной перегородки, соединенной с указанным корпусом посредством кольцевого сопла, при этом выше отводящей магистрали указанный корпус включает упругий элемент в виде воздушной полости, отделенной от внутренней полости корпуса перфорированной перегородкой, выходные срезы отверстий перфораций которой направлены встречно выходным отверстиям перфорированных перегородок приемного клапана.
Преимущественно, образующие кольцевого сопла и отверстий перфорированных перегородок имеют каноидальную форму.
Кроме того, приемный клапан может быть выполнен в виде двух перфорированных перегородок, соединенных с кольцевым соплом.
На фиг.1 показано перекачивающее устройство согласно изобретению, на фиг.2 - то же, разрез по А-А, на фиг.3 - сечение каноидального отверстия перфорации перегородок.
Перекачивающее устройство содержит вибратор 1, жесткий цилиндрический корпус 2, отводящую магистраль 3, приемный клапан 4. Приемный клапан 4 выполнен в виде двух перфорированных перегородок, соединенных с кольцевым соплом 5. Выше отводящей магистрали 3 расположена воздушная полость 6, отделенная от остальной внутренней полости перфорированной перегородкой 7. Корпус 2 перекачивающего устройства подпружинен упругими элементами 8 и в процессе работы размещается в сосуде 9 с перекачиваемой жидкостью. Образующие отверстий перфораций в указанных перфорированных перегородках, кольцевом сопле 5 и отводящей магистрали 3 выполнены преимущественно каноидальной формы (фиг.3). Выходные отверстия в перегородке 7 и выходные (узкие) в перегородках приемного клапана 4 имеют встречное направление. Детали, образующие кольцевое сопло 5, соединены между собой перемычками 10, (фиг.2). Внешняя часть кольцевого сопла 5 приварена к корпусу 2.
Работа перекачивающего устройства согласно изобретению заключается в следующем.
При включении вибратора 1 подпружиненный корпус 2 совершает возвратно-поступательные перемещения в вертикальном направлении в сосуде 9 с перекачиваемой жидкостью. Поскольку образующие отверстий перфораций выполнены сужающимися, (преимущественно, каноидальными), то имеет место преимущественная проводимость жидкости в направлении отводящей магистрали по сравнению с обратным направлением. При движении корпуса 2 вниз перекачиваемая жидкость нагнетается в его верхнюю полость. При движении вверх жидкость выливается из него, но уже в меньшем количестве. Таким образом, во внутренней полости корпуса 2 создается повышенное давление, под действием которого жидкость выдавливается в отводящую магистраль 3. При этом суммарное сопротивление вытеканию жидкости из внутренней полости корпуса 2 при движении его вверх, оказываемое, например, двумя перегородками 4, больше, чем с одной перегородкой. Кроме того, кольцевое сопло 5, расположенное по периметру корпуса 2 устройства, имеющее сужающиеся образующие каноидальной формы, также обладает преимущественно односторонней проводимостью жидкости. Поскольку площадь входного среза кольцевого сопла 5 сравнима с суммарной площадью входных срезов перфорированных перегородок приемного клапана 4, то имеет место резкое увеличение производительности перекачивающего устройства. Так как перекачиваемая жидкость практически несжимаема, возникающие при вибрации волны давления необходимо преобразовать в соответствующие им пульсации объема жидкости во внутренней полости корпуса 2 устройства. Для восприятия волн давления и преобразования их в пульсации объема во внутренней полости корпуса 2 устройства выше отводящей магистрали 3 размещена перфорированная перегородка 7 с образованием воздушной полости 6, являющейся в данном случае объемным упругим элементом. При движении корпуса 2 устройства вниз происходит повышение давления во внутренней полости корпуса 2 устройства и, как следствие этого, сжатие воздуха в воздушной полости 6. За счет упругого сжатия воздуха в верхней полости корпуса 2 устройства происходит дополнительное движение жидкости из нижней части внутренней полости в верхнюю и далее в отводящую магистраль 3. В момент движения корпуса 2 вверх давление жидкости в сосуде 9 начинает падать, а так как сжатый воздух воздушной полости 6 при этом начинает выдавливать попавшую во внутреннюю полость корпуса 2 жидкость, то падение давления замедляется, и выход жидкости из сосуда продолжается.
В целом, совокупность существенных признаков устройства согласно изобретению обеспечивает повышение производительности за счет увеличения объема перекачиваемой жидкости в отводящую магистраль при движении насоса в обоих направлениях.