Перистальтический насос

 

Использование: для перекачки газов, жидкостей, паст и т.д. Сущность изобретения: деформируемая камера насоса, обеспечивающая перемещение текучей среды, выполнена из упругого материала и обеспечивает восстановление миндалевидной формы сечения этой камеры. Имеет кольцевую и спиральную камеры. Деформация камеры осуществляется либо вращающимися нажимными poликами, либо вращающимся электромагнитным полем. Камера обладает высокими радиальной податливостью и тангенциальной жесткостью. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к насосостроению, касается конструкции перистальтических насосов и может найти применение в различных отраслях техники для перекачки текучих сред.

Известны перистальтические насосы, содержащие кольцевую рабочую камеру с пластичными стенками, имеющими элементы или устройства, восстанавливающие форму камеры. В качестве элемента, восстанавливающего форму, используется дополнительный эластичный элемент /1/. В конструкции имеется зона трения скольжения, что весьма неблагоприятно для эластичных материалов.

Известен перистальтический форвакуумный безмасляный насос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и установленный в нем на приводном валу ротор с нажимными роликами, взаимодействующими с эластичной оболочкой, разделяющей полость корпуса на две камеры, одна из которых сообщена с патрубками, а в другой расположены ролики, при этом камеры могут быть сообщены между собой /2/. При такой конструкции для восстановления формы кольцевой камеры, что особенно важно для всасывающей части, используется выравнивание давления по обе стороны эластичной внутренней стенки камеры. Достигнутый положительный эффект отрицательно сказывается в области нагнетательного патрубка и приводит к снижению производительности насоса и долговечности эластичной стенки.

В основу изобретения положена задача создания перистальтического насоса, который бы при повышенной надежности и упрощении конструкции обеспечил повышение производительности.

Для решения этой задачи в перистальтическом насосе, содержащем корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, камеру для транспортирования текучей среды и установленное в нем устройство, деформирующее эту камеру, согласно изобретению камера выполнена из упругих пластин, жестко скрепленных между собой по периметру таким образом, что представляет собой пустотелое миндалевидного сечения кольцо, разделенное перегородкой, причем часть внешней стенки камеры, прилегающая к срединной плоскости кольца, жестко соединена с корпусом.

Камера может быть выполнена из упругих пластин, жестко скрепленных по периметру так, что представляет собой пустотелую миндалевидного сечения спираль.

Выполнение стенок камеры вышеописанным образом из упругого материала позволяет получить деформируемую в радиальном и практически недеформируемую в тангенциальном направлении камеру, что гарантирует независимо от давления в полости камеры изменение ее сечения при воздействии устройства, деформирующего камеру, например нажимных роликов, и, следовательно, повышение производительности насоса.

Выполнение конструкции камеры указанным образом позволяет для удовлетворения различных требований использовать различные деформирующие элементы, конструкции которых в принципе известны.

На фиг. 1 схематично изображен описываемый насос, разрез плоскостью, перпендикулярной оси; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг-3 вариант насоса с электромагнитным воздействием на стенки камеры; на фиг.4 упругая камера с эластичной перегородкой; на фиг.5 упругая камера с жесткой перегородкой; на фиг.6 упругая камера в форме цилиндрической спирали.

Перистальтический насос содержит корпус 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, камеру 4 для транспортирования текучей среды и устройство 5, деформирующее эту камеру.

Камера 4 состоит из внутренней 6 и внешней 7 стенок, скрепленных по периметру "Р" между собой так, что образуют пустотелое кольцо миндалевидного сечения, разделенное перегородкой и скрепленное с корпусом 1.

Устройства 5, деформирующее камеру 4, может быть выполнено в виде нажимных роликов 9, укрепленных в водиле 10 с возможностью свободного поворота вокруг своих осей. Водило 10 неподвижно укреплено на приводном валу 11.

В другом варианте конструкции насоса деформирование камеры может быть выполнено электромагнитными силами. Для этого в корпусе 1 помещаются электромагнитные обмотки 12, которые при подключении их к сети переменного тока создают магнитное поле, деформирующее стенки камеры 4.

Перегородка 8, перекрывающая все сечение камеры 4, может быть выполнена из эластичного материала, перекрытие сечения камеры осуществляется жестким соединением 13, например сваркой, стенок 6 и 7 по их общей образующей.

Камера 4 (фиг.6а, б) состоит также из внутренней 6 и внешней 7 стенок, скрепленных по периметру Р между собой так, что они образуют пустотелую, например, цилиндрическую спираль миндалевидного сечения.

Перистальтический насос работает следующим образом.

1-й вариант с нажимными роликами.

При установке приводного вала 11 и связанных с ним нажимных роликов 9 в насос ролики деформируют /перекрывают/ камеру в двух диаметральных зонах, разделяя кольцо камеры на две области, связанные соответственно с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками. При вращении вала 11 против часовой стрелки происходит перемещение зон деформации /перекрытия/ камеры и текучей среды, заключенной в разделенных областях камеры. Текучая среда в области, соединенной с нагнетательным патрубком 3, при вращении вала 11 и, соответственно, зон деформации камеры против часовой стрелки будет выдавливаться в нагнетательный патрубок 3, поскольку дальнейшее перемещение текучей среды ограничено перегородкой 8. После поворота вала 11 на 180^o вся текучая среда области, первоначально соединенной с патрубком 3, будет выдавлена в этот патрубок и начнется выдавливание текучей среды следующей области, ранее заполненной из патрубка 2.

В процессе работы насоса в зонах, свободных от нажимных роликов 9, стенка 6 камеры отходит от стенки 7, поскольку упругость и форма стенок обеспечивают им значительную изгибную податливость и незначительную податливость при растяжении. Это позволяет принудительно восстанавливать форму сечения камеры после действия нажимных роликов без дополнительных устройств и не снижать производительность по причине уменьшения сечения камеры во всасывающей области.

2-й вариант с электромагнитными обмотками.

Деформация камеры осуществляется электромагнитными силами. При таком решении в корпусе насоса встроен индуктор или просто используется статор асинхронного двигателя с электромагнитными обмотками 12. Упругая камера 4 крепится внутри корпуса /статора/. При подаче питания на обмотки 12 создается вращающееся магнитное поле, которое деформирует камеру и перемещает текучую среду в ней аналогично действию нажимных роликов.

Если стенки 6 и 7 выполнены из немагнитного материала, то во внутренний диаметр камеры 4 устанавливают кольцо или ленту, свернутую в кольцо из магнитного материала. В этом случае роль деформатора выполняет установленное кольцо под действием вращающегося электромагнитного поля.

В обоих вариантах описываемого насоса использованы 3 вида камер - кольцевые с упругой и жесткой перегородками и спиральные /фиг.4, 5, 6/. Использование камеры /фиг.5/ позволяет избавиться от эластичного элемента 8, что способствует долговечности насоса. Использование спиральной камеры /фиг.6/ позволяет обойтись одной вращающейся зоной деформации камеры, что осуществимо, например, одним роликом 9, соединенным с приводным валом 11.

Камеры описанных видов могут иметь переменную площадь сечения, что достигается использованием пластин 6 и 7 переменной ширины. Такая конструкция оправдана, когда в процессе перемещения текучей среды необходимо менять давление.

Формула изобретения

1. Перистальтический насос, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, камеру для транспортирования текучей среды и установленное в нем устройство, деформирующее эту камеру, отличающийся тем, что стенки камеры выполнены из упругих пластин, жестко скрепленных между собой по периметру с образованием пустотелого миндалевидного сечения кольца, в котором установлена разделительная перегородка, причем наружная часть внешней стенки камеры, прилегающая к срединной плоскости кольца, жестко соединена с корпусом насоса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что камера представляет собой пустотелую миндалевидного сечения спираль.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6