Диафрагменный насос
Владельцы патента RU 2281416:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" (RU)
Устройство предназначено для использования в области машиностроения в системах терморегулирования, преимущественно для космических летательных аппаратов. Диафрагменный насос включает мембранную головку, состоящую из корпуса и крышки, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также подвижного штока, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны. Мембранная головка снабжена не менее чем одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами, а также входным и выходным штуцерами. Входной и выходной штуцеры выполнены подвижными относительно мембранной головки, размещены на переходниках, установленных между корпусом и крышкой в плоскости их разъема. Ось вращения переходника выполнена в виде втулки с подводящими каналами, наружный диаметр которой соответствует соосным цилиндрическим отверстиям равных диаметров, выполненных под втулку в крышке и переходнике сквозными, а в корпусе глухим. Нагнетательный и всасывающий клапаны выполнены съемными, размещены в указанных втулках и снабжены элементами фиксации относительно крышки. Ремонтопригодность насоса обеспечивается за счет непосредственного доступа снаружи насоса к клапанам слива и нагнетания и снабжения последних элементами фиксации, а выполнение переходников подвижными и перемещение установленных на них выходного и входного штуцеров в пространстве обеспечивает доступ к ним и облегчает обслуживание насоса в условиях ограничения свободы доступа к местам размещения насосов. 6 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования (СТР), преимущественно для космических летательных аппаратов (КЛА).
Известен диафрагменный насос [1], включающий мембранную головку, состоящую из двух частей, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также подвижного штока, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны, при этом мембранная головка снабжена не менее чем одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами, а также входным и выходным штуцерами.
Недостатком указанной конструкции является сложность обслуживания.
Указанный недостаток частично устранен в диафрагменном насосе с мембранной головкой [2] - прототип, состоящей из корпуса и крышки, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также подвижного штока, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны, при этом мембранная головка снабжена не менее чем одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами, а также входным и выходным штуцерами.
Для подобных диафрагменных насосов, особенно для СТР КЛА, при перекачке продуктов жизнедеятельности космонавтов актуальна проблема выхода из строя всасывающих и нагнетательных клапанов, а также фильтра входного штуцера, т.к. со временем на них осаждаются органические осадки, их проходные сечения уменьшаются, а запорные элементы залипают. Поэтому необходима неоднократная замена клапанов и фильтра с облегчением обслуживания в условиях ограничения свободы доступа к местам размещения насосов.
Задачей усовершенствованной конструкции устройства является обеспечение подвижности входного и выходного штуцеров относительно насоса и доступ к всасывающему и нагнетательному клапанам без демонтажа насоса из СТР КЛА.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение ремонтопригодности и облегчение обслуживания насоса.
Технический результат достигается тем, что в диафрагменном насосе, включающем мембранную головку, состоящую из корпуса и крышки, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также подвижного штока, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны, при этом мембранная головка снабжена не менее чем одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами, а также входным и выходным штуцерами, в отличие от прототипа, в нем входной и выходной штуцеры выполнены подвижными относительно мембранной головки, размещены на переходниках, установленных между корпусом и крышкой в плоскости их разъема, при этом ось вращения переходника выполнена в виде втулки с подводящими каналами, наружный диаметр которой соответствует соосным цилиндрическим отверстиям равных диаметров, выполненных под втулку в крышке и переходнике сквозными, а в корпусе глухим, причем нагнетательный и всасывающий клапаны выполнены съемными, размещены в указанных втулках и снабжены элементами фиксации относительно крышки.
На фиг.1 представлен разрез мембранной головки, на фиг.2 представлен общий вид мембранного насоса со стороны крышки, на фиг.3 представлен разрез насоса по А-А, на фиг.4 представлен разрез по Б-Б, на фиг.5 и 6 представлены разрезы, проходящие соответственно через оси нагнетательных и всасывающих клапанов, диафрагменного насоса удвоенной производительности.
Мембранный насос снабжен мембранной головкой, включающей корпус 1 и крышку 2 с фланцами, шток 3, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны 4. Наружный край мембраны 4 закреплен между фланцами корпуса 1 и крышки 2. Полость, образованная крышкой 2 и мембраной 4, через канал 5 и расточку 6 связана с нагнетательным клапаном 7 и всасывающим клапаном 8. Нагнетательный клапан 7 снабжен запорным элементом 9 и установлен во втулке 10 с выводящими каналами 11, всасывающий клапан 8 снабжен запорным элементом 12 и установлен во втулке 13 с подводящими каналами 14. Втулка 10 размещена в отверстиях корпуса 1, крышки 2 и установленного в плоскости их разъема переходника 15, втулка 13 размещена в отверстиях корпуса 1, крышки 2 и установленного в плоскости их разъема переходника 16. Наружные диаметры втулок 10 и 13 соответствуют диаметрам отверстий корпуса 1, крышки 2 и переходников 15, 16. Переходник 15 посредством каналов 17 гидравлически связан с выходным штуцером 18 и нагнетательным клапаном 7, Переходник 16 посредством каналов 19 гидравлически связан с входным штуцером 20, на котором установлен сетчатый фильтр, и всасывающим клапаном 8. Нагнетательный 7 и всасывающий 8 клапаны выполнены съемными, в виде единых сборок, установленных во втулках 10 и 13 соответственно, и снабжены элементами фиксации, например, резьбой 21 и шестигранником 22 под ключ. К клапанам 7 и 8 обеспечен непосредственный доступ снаружи насоса и возможна их замена без демонтажа насоса.
Шток 3 совершает возвратно-поступательные движения относительно мембранной головки. При выдвижении штока 3 из корпуса 1 мембрана 4 создает разрежение атмосферы под крышкой 2, через канал 5 и расточку 6 пониженное давление передается на нагнетательный 7 и всасывающий 8 клапаны. Запорный элемент 9 нагнетательного клапана 7 прижимается к седлу и перекрывает сообщение жидкости с выводящими каналами 11 втулки 10. Запорный элемент 12 всасывающего клапана 8 открывает входную магистраль и жидкость через подводящие каналы 14 втулки 13, каналы 19 переходника 16 из входного штуцера 20 подается в полость, образованную крышкой 2 и мембраной 4. При перемещении штока 3 внутрь корпуса 1 мембрана 4 сжимает жидкость под крышкой 2, через канал 5 и расточку 6 повышенное давление передается на нагнетательный 7 и всасывающий 8 клапаны. Запорный элемент 12 всасывающего клапана 8 повышенным давлением прижимается к седлу и перекрывает сообщение жидкости с подводящими каналами 14 втулки 13. Запорный элемент 9 нагнетательного клапана 7 повышенным давлением открывает выходную магистраль и жидкость через выводящие каналы 11 втулки 10 и каналы 17 переходника 15 подается из полости, образованной крышкой 2 и мембраной 4, в выходной штуцер 18. Втулки 10 и 13 являются осями вращения переходников 15 и 16, позволяющими перемещать выходной 18 и входной 20 штуцеры в пространстве за счет того, что переходники размещены в плоскости разъема корпуса 1 и крышки 2, что обеспечивает доступ к ним и облегчает обслуживание насоса, например, замену фильтра во входном штуцере 20. Соответствие диаметров втулок и отверстий под них обеспечивает безлюфтовое соединение и возможность герметизации контактирующих деталей. Резьба 21 позволяет зафиксировать клапаны 7 и 8 относительно крышки 2, шестигранник 22 служит для демонтажа клапанов 7 и 8 из мембранной головки. Для увеличения производительности насоса посредством его работы и при прямом и при обратном ходах штока 3 возможно выполнение в корпусе 1 канала 5 с расточкой 6, а вместо глухих отверстий под втулки - сквозных отверстий с местами установки и элементами фиксации, аналогичными выполненным в крышке, и установка во втулке 10 со стороны корпуса 1 второго нагнетательного клапана 7, а во втулке 13 со стороны корпуса 1 второго всасывающего клапана 8 (см. фиг.5 и 6).
Ремонтопригодность насоса обеспечивается за счет непосредственного доступа снаружи насоса к клапанам слива и нагнетания и снабжения последних элементами фиксации, а выполнение переходников подвижными и перемещение установленных на них выходного и входного штуцеров в пространстве обеспечивает доступ к ним и облегчает обслуживание насоса в условиях ограничения свободы доступа к местам размещения насосов.
Источники информации
1. Патент Японии №56-7074, F 04 В 43/06, 1981 г.
2. Патент RU №253580, F 04 В 43/04, 1969 г.
Диафрагменный насос, включающий мембранную головку, состоящую из корпуса и крышки, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также подвижного штока, на котором жестко закреплена центральная часть мембраны, при этом мембранная головка снабжена не менее чем одним нагнетательным и одним всасывающим клапанами, а также входным и выходным штуцерами, отличающийся тем, что входной и выходной штуцера выполнены подвижными относительно мембранной головки, размещены на переходниках, установленных между корпусом и крышкой в плоскости их разъема, при этом ось вращения переходника выполнена в виде втулки с подводящими каналами, наружный диаметр которой соответствует соосным цилиндрическим отверстиям равных диаметров, выполненных под втулку в крышке и переходнике сквозными, а в корпусе глухим, причем нагнетательный и всасывающий клапаны выполнены съемными, размещены в указанных втулках и снабжены элементами фиксации относительно крышки.
