Насос ручной для перекачки жидкости из емкости

(51)67 5/42 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ НАСОС РУЧНОЙ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТИ ИЗ ЕМКОСТИ(71) Заявитель Комиссаров Феликс Давидович(72) Авторы Комиссаров Феликс Давидович Кудряшов Владимир Петрович Конопля Евгений Федорович(73) Патентообладатель Комиссаров Феликс Давидович(57) Насос ручной для перекачки жидкости из емкости, выполненный в виде вертикальной конструкции и содержащий корпус, в котором расположена эластичная мембрана и установлен выполненный в виде опорной плиты подпружиненный рабочий элемент со штоком, прикрепленную к верхней части корпуса тягу, к которой с помощью оси присоединен 9102 1 2007.04.30 связанный со штоком рычаг с рукояткой, прикрепленный к нижней части корпуса сливной патрубок с закрепленным на его конце обратным клапаном, выполненным в виде двух полосок эластичного материала, подающий патрубок, втулку с клапаном, средство крепления к емкости, отличающийся тем, что в верхней части подающего патрубка выполнено ответвление, на котором установлен выполненный в виде цилиндрической емкости корпус эластичная мембрана выполнена в виде сильфона, в дне которого выполнены отверстия для ответвления и для установки сливного патрубка вокруг сильфона установлена металлическая пружина с защитным антикоррозионным покрытием, между витками которой на сильфоне размещен рабочий элемент со штоком, выполненный из нержавеющей стали в подающем патрубке размещен поршень и удлинительная трубка, в верхней притертой части которой выполнено боковое отверстие в виде щели, ширина которой равна диаметру ответвления, а в ее нижней части размещен обратный шариковый клапан, при этом в нижней части удлинительной трубки и подающего патрубка выполнены выемки с бортиками для установки бокового отверстия удлинительной трубки напротив входа в ответвление подающего патрубка, а в верхней торцевой части подающего патрубка выполнено отверстие для выпуска воздуха из подающего патрубка при перемещении поршня из нижнего положения в верхнее средство крепления к емкости расположено в нижней части подающего патрубка, выполнено в виде ступенчатой конусной пробки, размещаемой в горловине емкости, и снабжено размещенной над пробкой квадратной крышкой, в углах которой на шарнирах установлены штанги с фиксаторами с возможностью жесткой фиксации своего положения относительно крышки при этом втулка с клапаном установлена в ответвлении подающего патрубка на входе в сильфонную камеру, а эластичная мембрана и сливной патрубок с обратным клапаном выполнены из фторопласта-4. Изобретение относится к устройствам - насосам ручным для перекачки жидкости из емкости и может быть использовано для перекачки агрессивных сред из больших емкостей в мелкую тару в условиях научных лабораторий. Известно устройство для переливания жидкости из емкости, содержащее корпус с расположенным в нем цилиндром с мелкими отверстиями в его нижней части, подпружиненным поршнем со штоком, соединенным с ручкой, шарнирно установленной с помощью тяги на верхней части корпуса, сливного патрубка с клапаном, подающего патрубка, закрепленного резьбовым соединением с цилиндром и расположенным в нем свободно плавающим конусным пустотелым клапаном с фильтром, резьбовой юбки, выполненной на нижней части корпуса для закрепления к емкости, имеющей резьбовую горловину, ручек,закрепленных к корпусу для вворачивания устройства 1. К недостаткам устройства следует отнести следующие 1) наличие поршня обуславливает неизбежное просачивание жидкости в надпоршневую полость 2) высокую трудоемкость в изготовлении цилиндра и поршня, связанную с необходимостью точной обработки 3) необходимость обеспечения строго соосного движения штока поршня во избежание его заклинивания 4) наличие мелких отверстий в нижней части цилиндра, которые являются препятствием для прохода высоковязкой жидкости 5) наличие свободноплавающего конусного клапана. Известен ручной насос для перекачки жидкости из емкости, содержащий корпус, в котором установлен подпружиненный рабочий элемент со штоком, рукоятку, шарнирно установленную на верхней части корпуса посредством тяги и соединенную со штоком,сливной патрубок с обратным клапаном, подающий патрубок, закрепленный к нижней части корпуса с расположенным в нем клапаном, ручки, средство крепления к емкости с резьбовой юбкой, обратный клапан, установленный на конце сливного патрубка и выполненный в виде двух полосок эластичного материала, скрепленных между собой по краям,2 9102 1 2007.04.30 а средство крепления к емкости содержит переходную горловину, выполненную в виде втулки с ручками и резьбовой юбкой на ее наружной поверхности 2. Ручной насос работает следующим образом. В емкость, в отверстие для пробки вставляется подающим патрубком насос и при помощи ручек ввинчивается переходная горловина и закрепляется на втулке гайкой. В исходном положении рукоятка штока находится в верхнем положении под действием пружины эластичной мембраны, при этом в рабочем объеме камеры под мембраной отсутствует давление. При нажатии на рукоятку, установленную посредством тяги на верхней части корпуса, шток во втулке с эластичной мембраной перемещается вниз, сжимая пружину и мембрану и уменьшая объем рабочей камеры. При этом закрывается клапан, установленный во втулке, закрывается и воздух или жидкость, находящаяся под мембраной, выдавливается в сливной патрубок. Создаваемое давление изменяет геометрию обратного клапана, установленного на сливном патрубке,образуя в сечении овальное проходное отверстие для истечения прокачиваемой жидкости. При снятии усилия с рукоятки штока пружина перемещает эластичную мембрану вверх,создавая разряжение под ней. При этом обратный клапан на сливном патрубке закрывается, принимая первоначальную геометрию за счет своей упругости и атмосферного давления, действующего на его плоскости. Всасываемая жидкость по подающему патрубку поднимется вверх, открывая клапан во втулке, и заполняет рабочий объем камеры. Цикл повторяется. К недостаткам устройства насоса следует отнести следующие 1) жесткое скрепление насоса и емкости, которое применить на все виды горловин емкостей не представляется возможным 2) компоновка деталей и их взаимное расположение во внутреннем устройстве насоса не позволяет производить быструю очистку этих деталей от загрязняющих остатков ранее отобранной жидкости при ее смене на жидкость, не совместимую с предыдущей жидкостью, и требует разборки насоса, что не всегда является возможным,так, например, при отборе кислот и щелочей, органических и минеральных растворов и т.д., что требует подборки соответствующих материалов для исполнения деталей внутреннего устройства и их взаимного расположения во внутренних полостях насоса 3) размещение металлической пружины внутри мембраны не является допустимым, и к тому же это можно избежать, разместив пружину вне мембраны 4) мембрана при подобной геометрии ее исполнения может быстро выйти из строя 5) для заполнения подводящего патрубка отбираемой жидкостью до высоты расположения клапана в подводящем патрубке требуется произвести довольно большое количество нажатий на ручку насоса для подъема жидкости, так как это зависит от высоты емкости с перекачиваемой жидкостью. Задачей настоящего изобретения является создание такого насоса ручного для перекачки жидкости из емкости, который бы не имел перечисленных недостатков и был приспособлен для перекачки агрессивных жидкостей в условиях химических лабораторий, а также мог бы легко промыт при смене отбираемых жидкостей. Поставленная задача решается тем, что насос ручной для перекачки жидкости из емкости, выполненный в виде вертикальной конструкции и содержащий корпус, в котором расположена эластичная мембрана и установлен выполненный в виде опорной плиты подпружиненный рабочий элемент со штоком, прикрепленную к верхней части корпуса тягу, к которой с помощью оси присоединен связанный со штоком рычаг с рукояткой,прикрепленный к нижней части корпуса сливной патрубок с закрепленным на его конце обратным клапаном, выполненным в виде двух полосок эластичного материала, подающий патрубок, втулку с клапаном, средство крепления к емкости. Отличительной особенностью является то, что в верхней части подающего патрубка выполнено отверстие, на котором установлен выполненный в виде цилиндрической емкости корпус эластичная мембрана выполнена в виде сильфона, в дне которого выполнены отверстия для ответвления и для установки сливного патрубка вокруг сильфона установлена металлическая пружина с защитным антикоррозионным покрытием, между витками 3 9102 1 2007.04.30 которой на сильфоне размещен рабочий элемент со штоком, выполненный из нержавеющей стали в подающем патрубке размещен поршень и удлинительная трубка, в верхней притертой части которой выполнено боковое отверстие в виде щели, ширина которой равна диаметру ответвления, а в ее нижней части размещен обратный шариковый клапан, при этом в нижней части удлинительной трубки и подающего патрубка выполнены выемки с бортиками для установки бокового отверстия удлинительной трубки напротив входа в ответвление подающего патрубка, а в верхней торцевой части подающего патрубка выполнено отверстие для впуска воздуха из подающего патрубка при перемещении поршня из нижнего положения в верхнее средство крепления к емкости расположено в нижней части подающего патрубка, выполнено в виде ступенчатой конусной пробки, размещаемой в горловине емкости, и снабжено размещенной над пробкой квадратной крышкой, в углах которой на шарнирах установлены штанги с фиксаторами с возможностью жесткой фиксации своего положения относительно крышки при этом втулка с клапаном установлена в ответвлении подающего патрубка на входе в сильфонную камеру, а эластичная мембрана и сливной патрубок с обратным клапаном выполнены из фторопласта-4. На фигуре изображен насос ручной для перекачки жидкости из емкости в положении поршня на промежуточном этапе его перемещения - в разрезе. Насос ручной для перекачки жидкости из емкости, выполненный в виде вертикальной конструкции, содержит корпус 1, эластичную мембрану 2, опорную плиту 3, подпружиненный рабочий элемент 4 со штоком 5, тягу 6, рычаг 7 с рукояткой 8, сливной патрубок 9, обратный клапан 10, подающий патрубок 11, втулку 12 с клапаном 13, ответвление 14,средство крепления к емкости 15, отверстия в дне сильфона 16, сильфон 17, металлическую пружину 18, втулку для штока 19, подпятник 20, поршень 21, удлинительную трубку 22, щель в удлинительной трубке 23, обратный шариковый клапан 24, выемки 25 с бортиками 26, отверстие для впуска воздуха 27, ступенчатую конусную пробку 28, горловину емкости 29, квадратную крышку 30, шарниры 31, штанги 32, фиксаторы 33, емкость с отбираемой жидкостью 34. Насос работает следующим образом. В горловину 29 емкости 34 с отбираемой жидкостью вставляется ступенчатая конусная пробка 28, на которую накладывается квадратная крышка 30, имеющая в углах присоединенные к ней на шарнирах 31 штанги 32 с фиксаторами 33, способные жестко фиксировать свое положение относительно крышки 29 посредством вхождения фиксаторов 32 в отверстия в нижней поверхности квадратной крышки 30. В отверстие по центру крышки 30 и ступенчатой конусной пробки 28 подающим патрубком 11 в перед вставляется насос с вставленным снизу в подающий патрубок 11 поршнем 21 и с удлинительной трубкой 22. При этом в удлинительную трубку 22 поступает отбираемая жидкость до места размещения обратного шарикового клапана 24. При нажатии на корпус 1 насоса вниз удлинительная трубка 22 углубляется в подающий патрубок 11 вместе с поршнем 21. При движении вверх поршня 21 в подающем патрубке 11 в удлинительной трубке 22 происходит разряжение воздуха и открывается обратный шариковый клапан 24 и отбираемая жидкость поднимается вверх, заполняя внутренний объем удлинительной трубки 22. Благодаря тому, что удлинительная трубка 22 в верхней своей притертой части имеет боковую щель 23, а в нижней своей части имеет бортик 26,то удлинительная трубка 22 в подающем патрубке 11 поворачивается и устанавливается щелью 23 напротив входного отверстия ответвления 14. Воздух из ответвления 14 частично выходит через обратный клапан 12 в сильфонную камеру 17, при движении верхней торцевой части поршня 21 вверх, и отсасывается поршнем 21 при его прохождении отверстия ответвления 14 и скапливается под поршнем 21, а воздух над поршнем 21 вытесняется из подающего патрубка 11 через его верхнее отверстие 27. В исходном положении рукоятка 8 находится в верхнем положении под действием металлической пружины 18,при этом в рабочем объеме сильфонной камеры 17 находится воздух, обратный клапан 13 закрыт. При нажатии на рукоятку 8 шток 5 упирается посредством подпятника 20 в под 4 9102 1 2007.04.30 пружиненный рабочий элемент 4, который, опускаясь вниз, сжимает сильфонную камеру 17, при этом обратный клапан 13 закрывает вход в ответвление 14, и воздух из сильфонной камеры 17 выдавливается через клапан 10 сливного патрубка 9 в атмосферу. При освобождении от давления на подпружиненный рабочий элемент 4 штока 5 металлическая пружина 18 выпрямляется и давление воздуха в сильфонной камере 17 уменьшается и обратный клапан 13 открывается, происходит всасывание отбираемой жидкости в объем сильфонной камеры 17 через отверстие 16 ответвления 14 в дне сильфонной камеры 17,которая при повторном нажатии на рукоятку 8 изливается через обратный клапан 10 в приемный сосуд. По сравнению с прототипом предложенная конструкция насоса ручного для перекачки жидкостей из емкости позволяет 1) производить перекачку всяких агрессивных жидкостей в условиях научных лабораторий благодаря тому, что все внутренние объемы установки выполнены из стойкого к агрессивным минеральным жидкостям материала фторопласт-4 2) размещение металлической пружины вне объема сильфонной камеры предупреждает возникновение продуктов коррозии от материала конструкции и загрязнение ими отбираемой жидкости 3) выполнение эластичной мембраны в виде сильфонной камеры позволяет увеличить объем перекачиваемой жидкости за один цикл работы насоса 4) установка в подающий патрубок насоса поршня и удлинительной трубки с шариковым обратным клапаном обеспечивает разовый подъем отбираемой жидкости в канал подающего патрубка до верхнего допустимого уровня за счет использования внешнего давления воздуха, что повышает экономию мышечной энергии при перекачке жидкости,повышает производительность труда 5) применение ступенчатой конической пробки для крепления устройства в горловине больше объемной емкости с отбираемой жидкостью и крышки с жестко фиксируемыми штангами обеспечивает надежное крепление устройства на емкости и безопасные условия труда при отборе жидкости. Выполнение эластичной мембраны 2 в виде сильфона обеспечивает практически полное сжатие сильфонной камеры 17 и вытеснение из ее объема практически всей жидкости,при нажатии на шток 5 рычага 7, а выполнение сильфонной камеры 17 из пластического материала типа фторопласт-4 дает возможность делать ее дезактивацию от остатков ранее отобранной жидкости способом промывки емкостей насоса нейтральной жидкостью просто прокачкой, разборки устройства не требуется, так как все внутренние полости насоса,соприкасающиеся с отбираемой жидкостью, выполнены из пластического материала, не сорбирующего химические вещества. Выполнение сильфонной камеры 17 в ее нижней части в форме полусферы обеспечивает слив из ее внутреннего объема всей жидкости без остатка, так как в этом случае в ней нет застойных зон, что способствует ее полной промывке. Выполнение сильфонной камеры 17 из фторопласта-4, стойкого к агрессивным жидкостям, например азотной кислоты, и к тому же армированного стекловолокном, обеспечивает безаварийную работу насоса. Размещение вокруг сильфонной камеры 17 металлической пружины 18 с антикоррозионным покрытием обеспечивает по сравнению с прототипом, где металлическая пружина 18 размещена внутри эластичной мембраны, внутри которой может находиться агрессивная жидкость, создает лучшие условия, обеспечивающие невозможность загрязнения отбираемой жидкости продуктами коррозии. Установка в корпусе 1 подпружиненного рабочего элемента 4 с полусферической выборкой в ее центре по месту работы опорного подпятника 20, между витками пружины 18,обеспечивает плавное смещение вниз подпружиненного рабочего элемента 4 под давлением штока 5 с опорным подпятником 20 и не дает возможность подпружиненному рабочему элементу 4 совершать радиальные смещения. А оборудование штока 5 опорным подпятником 20 обеспечивает штоку 5 возможность совершать движения вертикально вниз и вверх без заклинивания его во втулке 19. 5 9102 1 2007.04.30 Выполнение подпружиненного рабочего элемента 4 с выемкой со стороны установки подпятника 20 и с нижней стороны с выступами вокруг сильфонной камеры 17 обеспечивает строго вертикальное сжатие сильфонной камеры 17 и ее сохранность от соприкосновения с пружиной 18. Размещение подпружиненного рабочего элемента 4 между витками пружины 18 требует подборки веса подпружиненного рабочего элемента 4 таким образом, чтобы он мог свободно совершать колебательные движения под действием усилий штока 5 при нажатии на пружину 18 и снятии со штока 5 внешнего давления, а сильфонная камера 17 в исходном положении и при заполнении ее отбираемой жидкостью постоянно находилась в умеренно растянутом положении. Размещение в подающем патрубке 11 поршня 21, выполненного из тяжелого материала типа фторопласт-4, не изменяющего свои свойства при рабочих температурах окружающей среды, позволяет ему выполнять функцию подъема отбираемой жидкости до уровня выше установки корпуса 1 благодаря выполнению подающего патрубка 11 высотой выше уровня размещения корпуса 1, что дает возможность производительно работать насосу, а размещение в удлинительной трубке 22 шарикового обратного клапана 24 в ее нижней части - поддерживать уровень отбираемой жидкости в подающей трубке 11 постоянно на одной высоте, что не требует, как в прототипе, постоянно поднимать жидкость в подающем патрубке 11 при каждом сливе жидкости из эластичной мембраны 2. Выполнение в нижней части подающего патрубка 11 и в удлинительной трубке 22 выемки 25 дает возможность отбираемой жидкости входить внутрь удлинительной трубки 22 при ее установке на дне емкости 34. Выполнение вокруг выемки 25 в подающем патрубке 11 и удлинительной трубке 22 бортиков 26 обеспечивает при вхождении удлинительной трубки 22 за поршнем 21 в подающий патрубок 11 до упора поршня 21 в наконечник подающего патрубка 11 размещение щели 23 в удлинительной трубке 22 против отверстия в ответвлении 14, обеспечивает свободное поступление отбираемой жидкости через клапан 13 в сильфонную камеру 17. Изготовление рычага 7 изображенной фиг. 1 конфигурации дает возможность штоку 5 входить в объем корпуса 1 на большую глубину, чем в прототипе, что обеспечивает практически полное вытеснение отбираемой жидкости из объема сильфонной камеры 17. Установка в горловине 29 емкости 34 с отбираемой жидкостью ступенчатой конусной пробки 28, которая может быть размещена в горловине емкостей разного диаметра и на которую накладывается тяжелая квадратная крышка 30, имеющая в углах присоединенные к ней на шарнирах 31 штанги 32 с фиксаторами 33, которые способны жестко фиксировать положение штанг 32 относительно крышки 30 посредством вхождения фиксаторов 3 в отверстия в нижней поверхности крышки 30, обеспечивает жесткое фиксированное положение насоса при откачке отбираемой жидкости и соблюдение техники безопасности при отборе агрессивных жидкостей. Допускается выполнение корпуса насоса 1 и подающей трубы 11 в верхней своей части с наружной стороны из нержавеющей стали для обеспечения жесткости всей конструкции, а подающий патрубок 11, удлинительная трубка 22 и шариковый клапан 24 должны быть выполнены из фторопласта-4. Источники информации 1.1511203, МПК В 671/04. 2. Патент 4770, МПК В 67 5/42. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6