УЗЕЛ МЕМБРАННОГО НАСОСА
UNIT OF MEMBRANE PUMP

Изобретение относится к области машиностроения, касается мембранных насосов и может найти применение в различных отраслях промышленности для подачи абразивных, агрессивных, активных и других сред.
Известен мембранный насос, содержащий связанную со штоком мембрану, взаимодействующую с набором опорных телескопических колец, внутреннее из которых посажено с возможностью относительного перемещения на шток, а на внутреннем опорном кольце выполнены упоры для ограничения относительного перемещения кольца на такте всасывания. (Авторское свидетельство СССР №676755)
Недостатками известного устройства является:
1) Низкая надежность, так как на такте всасывания обратный ход колец осуществляется непосредственно под воздействием мембраны и вследствие возможного заедания колец могут возникать ее повреждения и повышенный износ, приводящий к снижению срока службы мембраны.
2) Высокая стоимость насоса - сложность изготовления телескопических колец и точность их подгонки.
3) В цикле нагнетания мембрана работает не полностью, а именно поверхность мембраны, соприкасающаяся с телескопическими кольцами, в центральной части изгибается, образуя впадину, поэтому часть объема рабочей среды не сразу выдавливается мембраной в систему нагнетания, снижая при этом к.п.д. устройства и, как следствие, имеет неравномерную подачу рабочей среды.
4) Как при всасывании, так и при нагнетании рабочей среды поверхность мембраны давит на выступы колец, что приводит при высоких давлениях к быстрому износу мембраны.
5) Использование телескопических колец повышает инерционность системы и не позволяет работать устройству при высокой частоте колебаний, что резко снижает его производительность.
Цель разработки состоит в создании инновационных и технологических передовых промышленных мембранных насосов, используя самые современные методы проектирования и новейшие разработки в области материалов, обладающих высокой надежностью в неблагоприятных и агрессивных условиях, простых в монтаже и с большим сроком эксплуатации.
Основное отличие предлагаемого изобретения от известных мембранных насосов состоит в том, что на мембрану не воздействует жидкость или газ, воздействие осуществляется непосредственно штоком, на котором закреплена мембрана.
На чертеже изображен мембранный насос.
Узел мембранного насоса состоит из мембраны 1, диска 2, болтовых соединений 3, контровочной шайбы 4, планшайбы 5, штока 6, шайбы 7, упора 8.
Работа мембранного узла заключается в передаче усилия возвратно-поступательного движения штока 6 на мембрану 1.
При движении штока 6 «назад» центральная часть мембраны 1 перемещается одновременно со штоком. Упоры 8 отклоняются назад вместе с мембраной 1. В результате этого действия происходит всасывание рабочей жидкости, чему способствует форма самой мембраны с полуволной, направленной к штоку.
Когда шток доходит до крайнего положения, происходит реверсирование хода штока и он начинает двигаться «вперед» и с этого момента мембрана воспринимает нагрузку от рабочей жидкости. Для предохранения мембраны на истирание от упора 8 между мембраной и упором ставится шайба 7, которая выполняет и другую функцию, а именно обеспечивает перегиб в центральной части мембраны в цикле нагнетания в слое, дальше отстоящем от центра, чем перегиб мембраны в цикле всасывания (перегиб в этом случае происходит по краю диска 2). Таким образом ресурс мембраны (количество рабочих циклов) будет существенно увеличен. Фиксация мембраны, упора и защитной шайбы осуществляется болтовым соединением 3, контровочной шайбой 4 и планшайбой 5.
При движении штока мембрана находится в постоянном контакте с упором, сектора которого качаются наподобие маятника, что позволяет отслеживать движение мембраны, а все усилие, воспринимаемое мембраной, от рабочей жидкости передается на упор, выполненный в виде подвижных лепестков.