Устройство для перекачивания жидкостей

 

Использование: в медицине для перекачивания крови и других биологических жидкостей. Сущность изобретения: устройство содержит рабочую камеру с входными и выходными патрубками, перекрытыми односторонними клапанами и привод. Согласно изобретению введены две дополнительные камеры с патрубками, выполненные в форме пирамиды, сопряженные боковыми стенками рабочей камеры и сообщающиеся с ней через щелевые отверстия, перекрытые односторонними клапанами, а привод выполнен в виде размещенной во внутренней полости рабочей камеры перпендикулярно ее стенке пластины-поршня, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе рабочей камеры в месте схождения ее боковых стенок, и соединенной с возможностью колебательного движения с приводным диском, размещенным в верхней части передней стенки рабочей камеры и установленным с возможностью вращения в плоскости этой стенки, при этом приводной диск касается боковых стенок рабочей камеры, а к его краю перпендикулярно внутренней поверхности прикреплен приводной ролик с возможностью возвратно-поступательного движения в продольном пазе, выполненном в передней грани пластины - поршня. 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к насосным устройствам.

Известно насосное устройство с электромеханическим приводом (В.И.Шумаков и др. "Искусственное сердце", Л. "Наука", 1988, с. 64). Это насосное устройство содержит бесщеточный мотор постоянного тока и преобразователь вращательного движения в поступательное, которые размещены между двумя камерами диафрагменного типа. Давление в камерах создается толкателями работающими в противофазе. В этой конструкции насосного устройства может быть использовано два вида привода. Один содержит кулачковый преобразователь вращательного движения в поступательное, а в другом приводе для этого используется пара винт-гайка. Основными недостатками этого насосного устройства являются несовершенство привода, большие габариты, некомпактность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для перекачивания жидкостей (а.с. СССР N 386632, кл. А 61 М 1//00, 1973). Это устройство содержит корпус с рабочей камерой, снабженной клапанами, пульсатор, соединенный с вытеснителем. На корпусе установлены два мембранных демпфера с регулируемым давлением, подключенные к корпусу устройства и взаимодействующие через промежуточную жидкую среду с рабочей камерой, а также мембранный регулятор ударного объема. При работе устройства пульсатор, соединенный с вытеснителем, создает избыточное давление в камере с промежуточной жидкой средой, окружающей рабочую камеру. Воспринимая давления, рабочая камера сжимается, а находящаяся в ней перекачиваемая жидкость, открывает напорный клапан и выбрасывается наружу. Система мембранных демпферов позволяет регулировать давление на входе и выходе из рабочей камеры, гася или усиливая рабочие импульсы идущие от пульсатора. Основными недостатками этого устройства являются большие габариты, несовершенство привода, ограниченная производительность, низкий КПД.

Цель изобретения уменьшение габаритов, повышение КПД и производительности устройства для перекачивания жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перекачивания жидкостей "содержащее рабочую камеру с входными и выходными патрубками, перекрытыми односторонними клапанами и привод" новым является то, что "в него введены две дополнительные камеры с патрубками, выполненные в форме пирамиды, сопряженные боковыми стенками с боковыми стенками рабочей камеры и сообщающиеся с ней через щелевые отверстия, перекрытые односторонними клапанами, а привод выполнен в виде размещенной во внутренней полости рабочей камеры перпендикулярно ее стенке пластины-поршня, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе рабочей камеры в месте схождения ее боковых стенок, и соединенный с возможностью колебательного движения с приводным диском, размещенным в верхней части передней стенки рабочей камеры и установленным с возможностью вращения в плоскости этой стенки, при этом приводной диск касается боковых стенок рабочей камеры, а к его краю перпендикулярно внутренней поверхности прикреплен приводной ролик с возможностью возвратно-поступательного движения в продольном пазе, выполненном в передней грани пластины-поршня" автором в просмотренной литературе не обнаружено. Известен кривошипно-кулисный механизм (В.А.Зиновьев "Курс теории механизмов и машин", М. "Наука", 1972, с. 132). Этот механизм преобразует вращательное движение в колебательное. В приводе предлагаемого устройства для перекачивания жидкостей происходит подобное преобразование форм движения, но конструкция этого привода отличается тем, что кривошип выполнен в виде приводного диска, а кулиса является рабочим органом, который вытесняет жидкость из внутренней полости рабочей камеры. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что совокупность существенных признаков обладает существенным отличием. Положительным эффектом является уменьшение габаритов, а также повышение КПД и производительности устройства для перекачивания жидкостей. Уменьшение габаритов достигается тем, что предлагаемое устройство имеет механизм привода компактно размещается на передней стенке рабочей камеры. Повышение КПД достигается тем, что привод пластины-поршня не требует реверсирования приводящего двигателя, а использование рабочей камеры в форме пирамиды улучшает гидродинамику устройства, т.к. заполнение этой камеры жидкостью происходит равномерно и без завихрений, а пластина поршень формирует ускоренный поток вытесняемой жидкости вдоль боковых стенок рабочей камеры, в сторону выводных патрубков, без застойных зон. Повышение производительности достигается тем, что имеющиеся дополнительные камеры с патрубками увеличивают емкость приточного тракта, а их пирамидальная форма способствует равномерному и пропорциональному заполнению рабочей камеры жидкостью, причем заполнение происходит под действием образующегося за движущейся пластиной-поршнем разрежения и при уменьшении входного сопротивления, которое обусловлено наличием щелевых отверстий по всей длине боковых стенок рабочей камеры.

На фиг. 1 изображено устройство для перекачивания жидкостей, вид спереди. На фиг. 2 изображено сечение А-А фиг. 1.

Предлагаемое устройство содержит рабочую камеру 1, правое и левое дополнительные камеры 2 и 3, причем рабочая камера 1 и размещенные у его боковых стенок дополнительные камеры 2 и 3 имеют пирамидальную форму и прямоугольное сечение внутренних полостей. В боковых стенках рабочей камеры 1 выполнены щелевые отверстия 4, которые снабжены обратными клапанами 5 для пропуска жидкости только во внутреннюю полость этой камеры. В верхних стенках дополнительных камер 2 и 3 имеются патрубки ввода жидкости 6 и 7, а в верхней стенке рабочей камеры 1 патрубки вывода жидкости 8 и 9. Патрубки 8 и 9 снабжены обратными клапанами 10 и 11 для пропуска жидкости из рабочей камеры 1. Во внутренней полости рабочей камеры 1, перпендикулярно ее передней стенке, размещена пластина-поршень 12. Один конец этой пластины, посредством шарнира 13, крепится к корпусу рабочей камеры 1 в месте схождения его боковых стенок, с возможностью колебательного движения между этими стенками. В верхней части передней стенки рабочей камеры 1 размещен приводной диск 14. Этот диск имеет возможность вращения в плоскости передней стенки рабочей камеры 1, а его края касаются боковых стенок этой камеры. Диск 14 имеет ось 15 для присоединения его с приводящим двигателем. К краю этого диска, перпендикулярно его внутренней поверхности, крепится приводной ролик 16. Этот ролик опускается в пределанный в передней гpани пластины-поршня 12 продольный паз 17, с возможностью возвратно-поступательного движения в этом пазе.

Предлагаемое устройство для перекачивания жидкостей работает следующим образом. Размещенный в передней стенке рабочей камеры 1 приводной диск 14, посредством приводного ролика 16 преобразует вращательное движение приводящего двигателя в колебательное движение пластины-поршня 12. При движении этой пластины от левой боковой стенки рабочей камеры 1 к ее правой боковой стенке, посредством возникшего при этом избыточного давления, происходит одновременное раскрытие клапана 11 и закрытие клапанов 5, а находящаяся во внутренней полости рабочей камеры 1 жидкость вытесняется наружу через патрубок вывода жидкости 9. Одновременно с этим, под действием создавшегося пониженного давления за другой стороной движущейся пластины-поршня 12, происходит закрытие клапана 10 и открытие клапанов 5, а жидкость из дополнительной камеры 2, имеющей патрубок ввода жидкости 6, происходит в освобождающуюся часть рабочей камеры 1. Заполнение жидкостью рабочей камеры 1 происходит вослед движущейся пластины-поршня 12 равномерно по всему объему этой камеры. При движении пластины-поршня 12 от левой боковой стенки рабочей камеры 1 к ее правой боковой стенке, вытеснение жидкости производится с большей производительностью при неизменной скорости вращения приводящего двигателя, т. к. приводящий ролик 16 движется по короткой дуге, а связанная с ним пластина-поршень 12 быстрее освобождает внутреннюю полость рабочей камеры 1 от находящейся в ней жидкости. Завершая процесс вытеснения жидкости из рабочей камеры 1, пластина-поршень 12 подходит к правой боковой стенке этой камеры с сохранением необходимого зазора. При дальнейшем развороте приводного диска 14 пластина-поршень 12 продолжает свое движение в обратном направлении, а создающееся при этом избыточное давление перед пластиной-поршнем 12 закрывает клапаны 5 и открывает клапан 10, пропуская вытесняемую жидкость из рабочей камеры 1 наружу через патрубок вывода жидкости. Одновременно с этим, под действием создавшегося пониженного давления за другой стороной движущейся пластины-поршня 12, происходит закрытие клапана 11 и открытие клапанов 5, а жидкость из дополнительной камеры 3, имеющей патрубок ввода жидкости 7, проходит в освобождающуюся часть рабочей камеры 1. Заполнение жидкостью рабочей камеры 1 происходит вослед движущейся пластины-поршня 12 равномерно по всему объему этой камеры. Вытеснение жидкости из рабочей камеры 1 через патрубок вывода жидкости 8 производится с меньшей производительностью при неизменной скорости вращения приводящего двигателя, т.к. приводящий ролик 16 движется от правой боковой стенки рабочей камеры 1 к ее левой боковой стенке по длинной дуге, а связанная с ней пластина-поршень 12 медленнее освобождает внутреннюю полость рабочей камеры 1 от находящейся в ней жидкости. Завершая процесс вытеснения жидкости из рабочей камеры 1 наружу через патрубок вывода жидкости 8, пластина-поршень 12 возвращается в исходное положение с сохранением необходимого зазора.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для перекачивания жидкостей заключается в том, что данное устройство позволяет перекачивать жидкости с разной производительностью в цикле, при неизменной скорости вращения приводящего двигателя, для двух потребителей находящихся на различном расстоянии или высоте; создает легко регулируемый пульсирующий поток жидкости различной силы и длительности, способно перекачивать жидкости имеющие различную вязкость и температуру, может быть использовано как в качестве нагнетающего, так и отсасывающего устройства.

Формула изобретения

Устройство для перекачивания жидкостей, содержащее рабочую камеру с входным и выходным патрубками, перекрытыми односторонними клапанами и привод, отличающееся тем, что в него введены две дополнительные камеры с патрубками, выполненные в форме пирамиды, сопряженные боковыми стенками с боковыми стенками рабочей камеры и сообщающиеся с ней через щелевые отверстия, перекрытые односторонними клапанами, а привод выполнен в виде размещенной во внутренней полости рабочей камеры перпендикулярно ее стенке пластины-поршня, один конец которой шарнирно закреплен на корпусе рабочей камеры в месте схождения ее боковых стенок, и соединенной с возможностью колебательного движения с приводным диском, размещенным в верхней части передней стенки рабочей камеры и установленным с возможностью вращения в плоскости этой стенки, при этом приводной диск касается боковых стенок рабочей камеры, а к его краю перпендикулярно внутренней поверхности прикреплен приводной ролик с возможностью возвратно-поступательного движения в продольном пазе, выполненном в передней грани пластины-поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2