Система позиционирования разделительных диафрагм диафрагменного насоса

Система позиционирования разделительных диафрагм диафрагменного насоса
Полезная модель относится к области гидравлического транспорта преимущественно к системам с эластичными рабочими органами и может быть использована в диафрагменных насосах для перекачки текучих сред, содержащих абразивные и химически агрессивные компоненты.
Известен насос (1), содержащий эластичную диафрагму грушевидной формы с закреплением ее в разделителе сред в горизонтальной плоскости с возможностью деформирования в вертикальном направлении. Эластичная диафрагма грущевидной формы (в дальнейшем «разделительная диафрагма) отделяет цилиндропоршневую камеру от системы клапанов и снабжена устройством для контроля и управления ее положением на вертикали, а канал между диафрагмой и системой клапанов имеет полость
для запирающего столба транспортируемой (абразивосодержащей) среды, причем объем указанной полости больше объема цилиндропорщневой камеры.
В известном насосе порщни перемещают перекачиваемую абразивосодержа1дую среду посредством промежуточного объема жидкости (в дальнейшем «буферная жидкость), не содержащего абразивных включений, поскольку эта жидкость отделена от транспортируемой (перекачиваемой) среды эластичной разделительной диафрагмой, изменяющей свою форму под действием напора жидкости, перемещаемой поршнем.
Недостатком этого насоса является отсутствие системы управления позиционированием разделительной диафрагмы от сигнала устройства для контроля и управления её положения на вертикали.
Необходимость позиционирования разде.пигельной диафрагмы обусловлена требованиями её долговечности и надежности. Эластичная диафрагма представляет собой формовое изделие (резина, полиуретан и др. эластичные материалы), способное сохранять работоспособное состояние только в достаточно четко заданных границах положения её центра. Удержать во время работы насоса центр разделительной диафрагмы в требуемом интервале представляет собой сложную техническую задачу, поскольку в процессе работы смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) при подаче её для смазки и охлаждения в цилиндропорщневые группы проникает в буферную полость, 5 еличивая тем самым объём буферной жидкости и смещая центр диафрагмы с заданного уровня. С другой
2uu;5i;5ut5 su
2003130S30II
,F04B15/00, E21B21/06
стороны, существуют обратные утечкн жидкости из буферной полости через цилиндропоршневую труппу под действием перепада давления .
Экспериментальные исследования показали, что независимо от состояния изношенности цилиндропоршневой группы объем утечек из буферной полости всегда превышает объем приникаюшей СОЖ в буферную полость через цилиндропоршневую группу. По этой причине в процессе работы насоса центр диафрагмы всегда будет подниматься вверх. Пример выполнения полезной модели ( в данном случае на примере диафрагменного трехпоршневого одностороннего действия насоса с углом развала 1ФИВОШИПОВ 120°) и сущность автоматического позиционирования разделительных диафрагм в разделителях сред поясняются схематичным изображением системы, фиг.1.
Насос содержит три цилиндропоршневые группы 1, каждая из которых камерой буферной жидкости 2 соединена с корпусом разделителя сред 3. Внутри корпуса разделителя сред 3 в горизонтальной плоскости закреплена диафрагма 4, а её центр соединён с элементом датчика перемещения 5 для контроля и управления на вертикали. Датчик перемещения 5 установлен на крышке разделителя сред по центру перемещения диафрагмы по вертикали, а его измерительные элементы размещены в буферной полости разделителя сред 3. Между разделительной диафрагмой 4 и системой клапанов 6 имеется полость 7 для запирающего столба транспортируемой среды 8 , причем объём указанной полости больше объёма цилиндропоршневой камеры.
Цилиндропоршневая камера и вся полость до диафрагмы заполнена буферной жидкостью 9, например, смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ).
На цилиндропоршневых камерах установлены двухклапанные сепараторы 10 для впуска СОЖ в буферную полость по трубопроводам 11 через электромагнитные каналы 12 из бака 13 с помощью центробежного насоса 14, а также удаления воздуха через отвод 15. Давление во входном коллекторе 16 электромагнитных клапанов контролируется датчиком давления ДД1 17. СОЖ, поступающая на вход электромагнитных клапанов 12 очищается фильтрами 18 и 19 грубой и тонкой фильтрации. С выходом центробежного насоса 14 соединен коллектор 21 с манометром 22. От коллектора 21 отходят гибкие трубопроводы 20 к порщневым штокам 23 для подвода СОЖ в зону трения «поршеньцилиндр.
На входной линии 24 диафрагменного насоса установлен пневмокомпенсатор 25 с датчиком давления 26 и центробежный насос 27 с регулируемым электроприводом ЭП2.
Электрические кабели, отходящие от:
датчиков давления ДД1 и ДЦ2; электроприводов центробежных насосов ЭП и ЭГЕ. группируются в блоке электроавтоматики 28.
Бак 13 и буферная полость 2 заполнены СОЖ (или водой), а часть корпусов разделителей сред 3 (на фиг. 1 - нижняя часть), клапанные полости 6, входной коллектор 24, пневмокомпенсатор 25 заполнены перекачиваемой абразивосодержащей средой 8.
Направления возможных перемещений частей насоса показаны стрелками:
А перемещения поршня
Б перемещение входного клапана
В перемещение выходного клапана
Г перемещение диафрагм.
Работает полезная модель следующим образом.
Подготовительный к работе этап.
Заполнение буферных полостей СОЖ; удаление воздуха из буферных полостей через сепаратор путём принудительного открытия верхнего клапана; вьшедение центра разделительной диафрагмы на рабочий расчетный уровень путём подачи под напором жидкости через входной коллектор 24 в клапанную полость. Контроль позиционирования разделительной диафрагмы осуществляется по электрическим сигналам датчиков перемещения Д1, Д2 и ДЗ, преобразованным в световые сигналы различной окраски в зависимости от положения уровня центра диафрагмы которые расположены на панели блока электроавтоматики.
Этап работы насоса по перекачиванию образивосодержащей жидкости (режим работы автоматики)
Порядок включения электроприводов, входящих в состав насоса.
Первым включается электропривод ЭШ центробежного насоса 27. По достижению давления в пневмокомпенсаторе 25 заданного значения, вторым включается главный электропривод диафрагменного насоса, приводя во вращение коленчатый вал. В результате чего поршни цилиндропоршневых грзшп 1 начнут совершать возвратнопоступательное движение, перемещая жидкость и вытесняя транспортируемую жидкую среду в нагнетательный коллектор 30 и далее в магистральный трубопровод. Одновременно с включением главного электропривода включается регулируемый электропривод ЭП1 центробежного насоса 14 на скорости, обеспечивающей требуемую подачу СОЖ в зону трения цилиндропоршневых групп. Эта же СОЖ, пройдя фильтр 19 и коллектор 16, попадёт в клапанные камеры закрытых и обесточенных электромагнитных клапанов 12.
fcx . «-,.- --  процессе работы под воздействием перепада давления цилиндропоршневые группы пропускают СОЖ из буферной полости, которая по сливу 29 стекает в бак 13. Одновременно с утечками СОЖ из буферной полости разделительная диафрагма из-за дефицита объема буферной жидкости поднимается вверх, что фиксируется датчиками перемещения Д1, Д2 и ДЗ. На предельном уровне центра разделительной диафрагмы 4 по сигналу датчика перемещения 5 подается напряжение на катушку соответствующего элекгромагнитного клапана 12, который отьфьюает сливное отверстие в трубопровод, соединяющийся с полостью сепаратора.
Одновременно с подачей напряжения на катущку электромагнитного клапана 12 подается команда электроприводу ЭП1 центробежного насоса 14 на переход вращения с предельными оборотами. При этом давление СОЖ в трубопроводах и в камере сепаратора возрастет до величины, превьппающей давление в клапанной полости 6 в такте ее заполнения перекачиваемой средой ценгробежным насосом 27 с выполнением условия H2/Hi l, где Нз - напор буферной жидкости в камере сепаратора 10, м; HI- напор транспортируемой среды клапанной полости, м, который должен быть в пределах 20  HI  35. Произойдет открытие нижнего клапана сепаратора и впрыск СОЖ в буферную полость.
В такте вытеснения транспортируемой среды в магистральный трубопровод давление в буферной полости быстро возрастает и в момент его выравнивания с давлением СОЖ в камере сепаратора, развиваемого центробежным насосом 14, произойдет закрытие нижнего клапана сепаратора. СОЖ от центробежного насоса 14 прекратит поступать в буферную полость до окончания такта вытеснения транспортируемой среды из клапанной камеры и начала реверса хода порщня.
При повторении такта заполнения клапанной полости 6 транспортируемой средой такт впрыска СОЖ в буферную полость со стороны центробежного насоса 14 возобновится. Процесс компенсации дефицита объема СОЖ в буферной полости будет продолжаться до тех пор, пока центр разделительной диафрагмы не опустится на установленный уровень.
На установленном уровне по сигналу датчика перемещения произойдет снятие напряжения с катущки электромагнитного клапана и закрьггие его клапана и нижнего клапана сепаратора, а центробежный насос 14 перейдет на пониженную штатную скорость вращения, обеспечивая подачу СОЖ только в зону трения цилиндропорщневых групп. 1 2 3 Патент на полезную модель № 31265 от 03.02.2003г. Авторы: Матвеев Валентин Иванович, Горонович Лев Николаевич Насосы. Термины и определения. ГОСТ 17398 Надежность в технике. Термины и определения. ГОСТ 27.003