Устройство перекачки жидкости

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для перекачки жидкости в небольших количествах.
Технический уровень
Известна технология горячей перекачки высоковязкой застывающей нефти (авторское свидетельство SU №1105723, МПК F17D 1/18, опубликовано 30.07.1984 г.).
В данной технологии - для повышения надежности и снижения энергозатрат - перекачку вязкой жидкости производят с прогревом до расчетной температуры, причем измеряют производительность перекачки, давление и температуру. Расчет минимальной температуры нефти решают системой дифференциальных уравнений. Нецелесообразность использования технических устройств, позволяющих осуществить эту технологию, для перекачки жидкости в небольших количествах заключается в следующем.
Крупные габариты конструкции устройства для перекачки больших объемов нефти, применяемые в вышеуказанной технологии, не позволяют их использовать для реализации перекачки жидкости в небольших объемах.
Приспособления, применяемые для прогрева нефти до расчетной температуры, являются излишними для устройств перекачки жидкости в небольших количествах.
Решение систем дифференциальных уравнений для расчета минимальной температуры нефти, являются излишними для устройств перекачки жидкости в небольших объемах.
Имеется также изобретение «способ перекачки жидкости» (патент RU №2191918, МПК F03B 17/06, опубликовано 27.10.2002 г.).
Установка по этому способу предназначена для перекачки воды из одного водоема в другой, причем водоем, в который следует перекачать воду, находится ниже первого. Нецелесообразность использования технических устройств, позволяющих осуществить этот способ для перекачки жидкости в небольших количествах, заключается в следующем.
Несопоставимо крупные габариты конструкции устройства для перекачки весьма больших объемов воды, применяемые в данном способе, не позволяют их использовать для реализации перекачки жидкости в небольших объемах.
Большие высоты уровней водоемов около 100 м - с помощью которых осуществляется способ перекачки больших объемов воды, не позволяют их использовать для подъема жидкости на высоту 50 см в устройствах перекачки жидкости в небольших объемах.
Наиболее близким аналогом является насос, указанный в книге «Насосы. Справочное пособие. Перевод с немецкого В.В. Малюшенко, М.К. Бобка - М.: Машиностроение, 1979. - С. 187-188; ручной диафрагмовый насос, представленный на сайте http://bse.sci-lib.com/particle008179.html (Большая Советская энциклопедия библиотека DJVU).
Для водослива при производстве строительных работ, дозирования в химической промышленности используются диафрагмовые насосы. Эти насосы со свободным изливом по принципу действия близки к поршневым насосам. Роль поршня в них выполняет жесткий диск, закрепленный в центре гибкой мембранной пластины. Использование данной конструкции для перекачки жидкости в небольших объемах нецелесообразно из-за сложности конструкции. Малый межремонтный срок службы, обусловленный периодическими деформациями, связан использованием процесса изгиба мембранной пластины, что приводит к уменьшению износостойкости с течением времени. К недостатку диафрагмового насоса относится небольшая величина расхода через трубу перекачки. Конструкция диафрагмового насоса не позволяет использовать его в деталях, совершающих возвратно- поступательные движения в жидкости.
Предлагаемое устройство перекачки жидкости
Целью предлагаемого устройства для перекачки жидкости заключается в том, чтобы, к примеру, в химической лаборатории следует перелить жидкость из одной емкости в другую, причем с учетом переливаемого объема жидкости. Цель достигается тем, что устройство для перекачки жидкости, состоящий из трубы перекачки, клапана, приемной камеры, рычагов, отличающиеся тем, что узел перекачки содержит подпружиненный клапан, который размещен в седле, находящемся в верхней части трубы перекачки жидкости, нижняя часть которой оснащена конфузорной насадкой; средняя часть трубы перекачки шарнирно присоединена с рукояткой, позволяющей обеспечивать вертикальные возвратно-поступательные движения трубы перекачки; средняя часть рукоятки шарнирно опирается на основание.
Схема предлагаемого устройства показана на фиг. 1. Конструкция устройства включает: 1 - шарнирное соединение; 2 - рукоятка для осуществления возвратно-поступательного движения трубы перекачки; 3 - приемная камера; 4 - пружина; 5 - клапан; 6 - труба перекачки; 7 - конфузорная насадка; 8 - жидкость для перекачки; 9 - отверстие для слива жидкости в приемной камере; 10 - основание.
При погружении цилиндрической полости в жидкость 8, воздух вытесняется жидкостью через клапан 5. При движении полости из жидкости (вверх) клапан закрывается, фиксируя поднятый столб жидкости. При повторном движении полости вниз высота столба жидкости увеличивается за счет вытеснения следующей порции воздуха и т.д., до тех пор, пока полость не будет заполнена жидкостью. Циклическая высота очередного подъема жидкости в цилиндре равна амплитуде возвратно-поступательного движения открытой части насоса. После процесса вытеснения воздуха из цилиндра жидкость периодически - в такт возвратно-поступательного движения полости - изливается, например, к нагретым частям механизмов и т.д. Насос может иметь ручной или механический привод. (Для простоты на фиг. 1 приведена схема устройства с ручным приводом.)
В предлагаемом насосе можно допустить следующие размеры.
Длина полости трубы перекачки от 10 до 50 см.
Диаметр цилиндра трубы перекачки от 0,5 до 5 см.
Амплитуда возвратно-поступательного движения открытой части трубы перекачки от 1 до 5 см.
Для увеличения расхода жидкости открытый конец полости можно дополнить конфузорным насадком с углом конусности, равным 8-10° (Емцов Б.Т. Техническая гидромеханика. - М.: Машиностроение, 1978. - С. 386).
Предлагаемое устройство перекачки жидкости может быть применено:
1. В узлах механизмов, детали которых периодически совершают движение окунания в жидкость - отмеченным устройством перекачивать эту жидкость для охлаждения нагретых частей механизмов. Полость в виде трубы может быть прикреплена к детали или предусмотрена конструктивно внутри вышеуказанной детали.
2. Для перекачки «агрессивных» жидкостей с одного сосуда в другой.
3. Дозатор для жидких сред. Дозы регулируются амплитудой возвратно-поступательного движения открытой части трубы всасывания.
4. Насос-игрушка. Звуки, издаваемые при вытеснении воды из-под клапана, напоминает работу двигателя внутреннего сгорания - этим повышается игровая занимательность. Воспитание интереса у детей к техническим устройствам, посредством возрастания игрового эффекта. Возможность осуществления ингаляции лекарственных средств в развлекательной форме.
Преимущества предлагаемого устройства перекачки жидкости над аналогом
1. Периодические деформаций, обусловленные использованием процесса изгиба мембранной пластины, приводит к уменьшению износостойкости с течением времени, тем самым сокращается межремонтный срок службы отмеченной пластины в аналоге. Этот недостаток устраняется использованием процесса возвратно-поступательного движения трубы перекачки в предлагаемом устройстве.
2. Небольшая величина напора в трубе перекачки аналога увеличена использованием конфузорной насадки к трубе перекачки в конструкции предлагаемого устройства.
3. Количество клапанов в предлагаемом устройстве уменьшено до одного.
4. Конструкция насоса предлагаемого устройства предоставляет возможность использовать его в деталях, совершающих возвратно-поступательные движения в жидкости. Например, в шатунах двигателей внутреннего сгорания.