МЕМБРАННАЯ ВОЗДУХОДУВКА

Предлагаемая полезная модель относится к конструкции мембранных воздуходувок, которые используются в качестве источника воздуха под низким давлением и применяются, например, для аэрации воды в емкостях для разведения рыбы, в массажных ваннах, в домашних очистных сооружениях сточных вод, а также в производственной сфере.
В настоящее время применяются мембранные воздуходувки, принцип работы которых заключается в колебании сердечника между двумя электрическими катушками. На конце сердечника размещают две упругие мембраны двойного действия, которые при линейном движении попеременно всасывают воздух и выбрасывают его через возвратные клапаны в область выброса. Агрегат закреплен при помощи пластичных, обычно резиновых, опор на металлической, обычно стальной, панели. Металлическая панель соединяет ванну, обычно выполненную из чугуна, с корпусом воздуходувки в единое целое. Сжатый воздух от мембран проходит по резиновым шлангам по направлению вниз и через отверстия в металлической панели выводится в чугунную ванну. Здесь происходит соединение обоих потоков сжатого воздуха. После этого воздух выводится из ванны воздуходувки, к которой присоединен шланг, по которому сжатый воздух подается к месту своего выхода в жидкость. Соединение металлической панели и чугунной ванны выполняется герметичным, поэтому среда в объеме ванной находится под давлением.
Такие технические решения реализованы, в той или иной мере, в изобретении «Диафрагменный компрессор» по патенту № SU 1783159; в изобретении«Мембранный компрессор» по патенту № SU 1714192; в изобретении «Аквариумный воздушный насос» по патенту № SU 1827431. Последний из них является ближайшим аналогом данного технического решения.
Одним из недостатков известных решений является перегрев конструкции. Воздуходувка во время работы нагревается как от электрических катушек, так и от компрессии воздуха. Воздействие обоих данных источников тепла суммируется. При высокой температуре воздуходувки уменьшается срок службы мембран, катушки могут даже сгореть. Воздуходувки с более высокой потребляемой мощностью, как правило, снабжены тепловым предохранителем, который при достижении критической температуры выключает воздуходувку, а после ее охлаждения снова ее включает. Катушки воздуходувок охлаждаются всасываемым воздухом. Всасываемый воздух проходит вокруг двигателя воздуходувки в нижнюю часть к стальной несущей панели и снизу движется между катушками к всасывающим отверстиям мембран. Всасываемый воздух более холодный, чем внутренне пространство воздуходувки, поэтому его подвод организуют таким образом, чтобы он максимально охлаждал катушки. Воздуходувка также охлаждается благодаря излучению тепла чугунной ванной и корпусом в окружающую среду.
В том случае, если воздуходувка установлена на открытом пространстве и работает при низком давлении воздуха, то, как правило, проблем с ее перегревом не возникает. Однако если воздуходувка размещена в ограниченном пространстве, где при ее работе нагревается всасываемый воздух, а также работает при высоком давлении, случаются серьезные проблемы с ее функционированием, главным образом в летнее время или при ее использовании в тропических широтах. Этот недостаток проявляется, прежде всего, при установке воздуходувок в очистных сооружениях сточных вод, где воздуходувки размещены в закрытых боксах, отделенных от влажной среды собственно очистного сооружения. При таком размещении эти боксы необходимо специально проветривать или снабжать их вентиляторами.
Вышеуказанные недостатки устраняются благодаря предлагаемой конструкции воздуходувки. Воздуходувка образована соединительной панелью, с которой соединены две электрические катушки, между ними установлен магнитный сердечник, концы которого снабжены упругими мембранами двойного действия, к которым, в свою очередь, присоединены напорные шланги. Магнитный сердечник имеет конструкцию, при которой напорные шланги введены в выпускное пространство воздуходувки, при этом напорные шланги, соединительная панель и выпускное пространство воздуходувки снабжены тепловой изоляцией. Выпускное пространство воздуходувки также образовано герметичной ванной или соединительным трубопроводом, или же ванной, через которую проходит соединительный трубопровод.
При эксплуатации очистных сооружений увеличение температуры воздуха, подаваемого в рабочие объемы, не является существенной проблемой - так как тепло, передаваемое воде горячим воздухом, не оказывает, с учетом специфического тепла и объема воды в очистном сооружении, сколь-нибудь значительного влияния на окончательную температуру воды после подачи в нее горячего воздуха.
С этой точки зрения предлагается изменить конструкцию мембранных воздуходувок таким образом, чтобы тепло, возникающее вследствие компрессии воздуха, максимально быстро и с использованием теплоизоляции отводилось из объема воздуходувки, а также из бокса, в котором установлена воздуходувка, с целью предотвращения повышения температуры воздуха в боксе, всасываемого из данного закрытого пространства бокса во внутреннее пространство воздуходувки.
Благодаря этому, в частности, улучшается охлаждение катушек воздухом - он, во-первых, перестает нагреваться в боксе, в котором размещена воздуходувка, и, во-вторых, не нагревается от горячей стальной панели, к которой крепится двигатель воздуходувки и которая нагревается от чугунной ванны с горячим воздухом. Снижение внутренней температуры  воздуходувки повышает степень безопасности эксплуатации воздуходувки. Таким образом, не происходит перегрева воздуходувки и ее выключения посредством теплового предохранителя, увеличивается срок службы мембран и катушек, а вместе с этим отпадает необходимость в дополнительном охлаждении боксов воздуходувки вентиляторами.
Перечень изображений на чертежах
На прилагаемых чертежах на рис.1 показан вид сверху одного из возможных вариантов исполнения мембранной воздуходувки; на рис.2 показано вертикальное сечение воздуходувки; на рис.3 показан вид сверху мембранной воздуходувки без нижней ванны с параллельным расположениемнапорных шлангов и двумя местами соединений шлангов и трубопровода; на рис.4 показано вертикальное сечение такой воздуходувки без нижней ванны. На рис.5 показан вид сверху мембранной воздуходувки без нижней ванны с расположением напорных шлангов под углом друг к другу и одним местом соединения шлангов и трубопровода; на рис.6 показано вертикальное сечение такой воздуходувки без нижней ванны и с теплоизоляцией, на рис.7 - вертикальное сечение такой воздуходувки без нижней ванны и без теплоизоляции.
Вариантами выполнения технического решения являются следующие.
Мембранная воздуходувка состоит из соединительной панели 2, к которой присоединены две электрические катушки 5, между которыми установлен магнитный сердечник 6, оба конца которого снабжены упругими мембранами 7. Сжатый воздух выводится от упругих мембран 7 по напорным шлангам 4 в выпускное пространство 11 воздуходувки. Воздуходувка снабжена корпусом 1. Выпускное пространство 11 мембранной воздуходувки может быть образовано герметично закрытой ванной 3, из которой воздух под давлением через вывод 10 выводится из воздуходувки. В другом варианте выпускное пространство 11 образовано соединительным трубопроводом 9, размещенным в ванне 3, которая в этом случае не является герметичной, при этом соединительный трубопровод 9 соединен с напорными шлангами 4; так же выпускное пространство 11 может быть образовано только соединительным трубопроводом 9 - без ванны 3.
Все части конструкции мембранной воздуходувки, вступающие в контакт с горячим воздухом, направляемым от упругих мембран 7, а именно: напорные шланги 4, по которым проходит нагретый воздух от упругих мембран 7, соединительная панель 2, ванна 3 и соединительный трубопровод 9, могут быть снабжены теплоизоляцией 8.