Мембранный насос

Полезная модель предназначена для использования в насосостроении и может быть применена в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности при опорожнении технологической тары с агрессивными жидкостями.
Известно устройство для перекачивания жидкостей из технологической тары с горловиной (Патент РФ №2226623 МПК F04F 1/06 (2000.01)). Основной принцип работы данного устройства основан на создании избыточного давления в технологической таре. Кроме сложного аппаратурного оформления устройства (в состав его входят пневматический насос с приводом, шланг подачи сжатого воздуха, технологическая насадка с буртом, спускной клапан избыточного давления в атмосферу, зажим для герметичного закрепления насадки в горловине тары, кран регулирования подачи жидкости, кран регулирования подачи жидкости, клапан нагнетания) данное устройство небезопасно, так как некоторые агрессивные жидкости (например, растворы щелочей и кислот с высокой концентрацией) при нарушении сплошности технологической тары с перекачиваемой жидкостью под действием избыточного давления (что может произойти, например, при случайном пережатии выпускного шланга или трубки) могут быстро растечься по прилегающей территории, нанося ущерб окружающей среде и оборудованию. При перекачивании жидких углеводородов, например, топлив, нефтепродуктов, и других органических соединений и их растворов, способных образовывать взрывоопасные смеси при контакте с воздухом в условиях повышенного давления, известное устройство также небезопасно.
Данные недостатки отсутствуют у насоса вертикально-центробежного переносного для перекачивания жидкостей из технологической тары (Патент РФ №2303714 МПК F04D 13/08). Данный насос содержит привод вращения и установленную на валу с нижнего конца осевую всасывающую крыльчатку. Данный насос не является самовсасывающим, для начала работы рабочее колесо должно быть погружено в жидкость. При опорожнении технологических емкостей глубиной более 1,2-1,5 метров использование насоса ограничено возможностью изготовления вала длиной более 1500 мм. Так при экспериментальных испытаниях устройства при откачивании отбеливателя «Белизна» опорожнение емкости глубиной 1350 мм проводилось в 2 приема, что потребовало включения вытяжной вентиляции при погружении двигателя внутрь технологической тары.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является мембранный насос-дозатор (патент на полезную модель РФ №167092 F04B 43/02 (2006.01)), содержащий две мембраны, две рабочие камеры, каждая из которых имеет, по меньшей мере, по одному всасывающему и по одному нагнетательному клапану, нагнетательные клапаны объединены в одну напорную магистраль. Обе мембраны имеют общий привод, который представляет собой двуплечий рычаг, к концам которого посредством штоков шарнирно присоединены каждая из мембран, причем опора рычага представляет собой подвижный шарнир, что дает возможность изменять расстояние между опорой и концами рычага. Осуществление такта нагнетания каждой камерой производится поочередно, что исключает влияние противодавления, создаваемое пружинами каждой камеры друг на друга, обеспечивая возможность дозирования смешиваемых жидкостей. Недостатком устройства-прототипа является отсутствие возможности работы в автономном режиме, а также не предусмотренная в нем возможность перекачивания химически агрессивных сред.
Предлагаемый мембранный насос содержит корпус с мембранными камерами и обвязкой, электромеханический привод, при этом корпус выполнен из стеклопластика, мембраны выполнены из химически стойких сортов резины, а мембранные камеры и обвязка изготовлены из полипропилена, при этом насос оборудован встроенной аккумуляторной батареей, соединенной с электромеханическим приводом, корпус снабжен гнездом питания и предохранителем для подключения внешнего зарядного устройства к аккумуляторной батарее.
Предлагаемый насос является мембранным насосом со встроенным источником постоянного тока. Насос предназначен для перекачки абразивсодержащих водных, агрессивных и нейтральных жидкостей, суспензий, эмульсий, при этом нижнее значение температуры окружающей среды устанавливается равным 0°С, верхнее значение температуры окружающей среды устанавливается равным +40°С. Допускается эксплуатация насоса при температуре -20°С, однако, в таком случае, время эксплуатации составляет не более 30 минут. Насос представляет собой переносную установку мембранного типа.
На фиг. 1 представлен общий вид насоса, на фиг. 2 - принцип действия насоса.
Описание предлагаемого насоса. Общий вид насоса представлен на фиг. 1. Насос содержит корпус 1 из стеклопластика с мембранными камерами 2 и обвязкой 3 из полипропилена. Для установки насоса на сложных поверхностях предусмотрены две регулировочные ножки 4 и две амортизирующие резиновые ножки 5. На тыльной стороне корпуса размещены выключатель 6, гнездо питания 7 для зарядки аккумуляторной батареи и держатель под предохранитель 8 с установленным предохранителем (на фиг. 1 не показан). Для удобства эксплуатации на корпусе 1 установлена ручка 9. Присоединение трубопроводных линий производится к предусмотренным для этих целей штуцерам 10 и 11 при помощи гибких шлангов. Мембраны 12 установлены внутри двух мембранных камер 13, расположенных симметрично по отношению к приводу. Мембраны 12 выполнены из химически стойких сортов резины, например, из фторкаучука (типа витон или аналогичных). Насос оборудован мотор-редуктором 14 с ползуном 15, жестко соединенным с мембранами 12. Мембранные камеры 13 оснащены всасывающим клапаном 16 и нагнетательным клапаном 17, а также входным штуцером 18 и выпускным штуцером 19.
Принцип действия предлагаемого насоса. Принцип действия насоса представлен на фиг 2. Перемещение жидкости происходит за счет возвратно-поступательного движения мембран 12 внутри мембранных камер 13. Рассмотрим перемещение жидкости на примере мембранной камеры 13, показанной справа от мотор-редуктора 14 на фиг. 2. Мотор-редуктор 14 приводит в движение ползун 15, жестко соединенный с мембранами 12. При движении ползуна 15 влево в правой части мембранной камеры 13 происходит увеличение объема, давление в ней уменьшается. Всасывающий клапан 16 под действием возникшего перепада давлений открывается, а нагнетательный клапан 17 закрывается за счет увеличения давления в левой части мембранной камеры 13. Жидкость поднимается из всасывающего трубопровода через входной штуцер 18 в правую часть мембранной камеры 13 и заполняет ее рабочее пространство. При движении ползуна 15 вправо давление в правой части мембранной камеры 13 увеличивается. Всасывающий клапан 16 закрывается, а нагнетательный клапан 17 открывается. Жидкость вытесняется из правой части мембранной камеры 13 в напорный трубопровод и выходит через штуцер 19. Рабочий цикл повторяется. Левая мембранная камера 13 работает аналогично, в противофазе к правой мембранной камере 13.
При превышении нагрузки на мотор-редукторе 14 в цепи его электропитания происходит превышение силы тока, приводящее к срабатыванию плавкого предохранителя, что предотвращает поломку насоса при возникновении нештатной ситуации.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить перекачивание жидкости даже в условиях отсутствия подключения к источнику пневмо- или электропитания. Насос является самовсасывающим. Корпус и все детали, контактирующие с жидкостью, выполнены из коррозионно-стойких материалов, что способствует повышению продолжительности срока службы при перекачивании агрессивных жидкостей.