Будівництво і архітектура / 3. Сучасні технології будівництва, реконструкції та реставрації

Д.т.н. Онищенко О.Г., асист. Васильєв Є.А.

Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Україна

Диференціальний розчинонасос з модифікованою робочою камерою

Для розчинонасоса важливим показником є об’ємний ККД. Його величина знижується через недостатню всмоктувальна здатність, яка зумовлена величиною "шкідливого" об’єму всмоктувальної робочої камери, місцевими опорами на шляху просування розчину та спрацюванням ущільнюючих елементів. Остання складова має дуже незначну величину, і при розрахунках нею можна знехтувати. Зрозуміло, що зменшення шкідливого об’єму позитивно вплине на характеристики розчинонасоса.

Відома конструкція малоімпульсного розчинонасоса [1], котрий працює за принципом подвійної дії, оскільки його штокова порожнина, яка має робочий об’єм, удвічі менший від робочого об’єму поршневої порожнини, заповнена робочою рідиною та поєднана з робочою камерою гідравлічного компенсатора, котра через трубчасту гумотканинну діафрагму взаємодіє з нагнітальною камерою.

Недоліком цього малоімпульсного розчинонасоса є те, що він має робочі камери, лінія дії клапанів у яких перпендикулярна до напрямку ходу поршня. Для нагнітального клапана таке розташування оптимальне, але для всмоктувального воно має недоліки, зокрема затримується його відкривання за рахунок подолання сили тяжіння, котра діє на кульку клапана, через що збільшуються зворотні витоки розчину через нагнітальний клапан, особливо при перекачуванні розчинів зниженої рухливості; досить великим є так званий "шкідливий" об’єм, який негативно впливає на об’ємний ККД; конструкція має погіршений доступ до всмоктувальної робочої камери через незручне розташування фланцевого з’єднання.

У роботі [2] досліджується зменшення величини "шкідливого" об’єму за рахунок висоти робочої камери та спеціальної форми обмежувальної скоби. Запропоноване рішення не дозволяє суттєво зменшити "шкідливий" об’єм і має конструктивну складність.

Відмінність нової конструкції робочої камери полягає в тому, що для диференціального розчинонасоса з горизонтально розташованим робочим циліндром зводиться до мінімуму "шкідливий" об’єм робочої камери, не погіршуючи при цьому роботу кулькових клапанів, та одночасно спрощується конструктивна схема робочої камери, полегшуючи доступ до всмоктувального клапанного вузла.

Це завдання розв'язується за допомогою того, що диференціальний розчинонасос обладнується робочою камерою, вісь роботи нагнітального кулькового клапана в якій перпендикулярна ходу поршня, вісь роботи всмоктувального кулькового клапана розміщена під кутом 30° до осі ходу поршня, а самі клапани підпружинені. Завдяки такому розташуванню всмоктувальний клапан відкривається швидше, відсутні гідравлічні опори, котрі були викликані різкою зміною напрямку потоку розчину, та покращений доступ до всмоктувальної робочої камери за рахунок розміщення фланцевого з’єднання в зручному для монтажу й демонтажу місці. Поршень має конусоподібний виріз на торці для обмежувальної скоби, зорієнтований у бік усмоктувального клапана. Тому поршень майже впритул підходить до клапанного вузла, через що "шкідливий" об’єм майже відсутній.

На рисунку 1 поданий схематичний переріз робочої камери диференціального розчинонасоса.

Рисунок 1 – Робоча камера розчинонасоса

У такті всмоктування в робочій камері 1 створюється розрідження, кулька клапана 3 відкривається натискаючи на пружину 5, яка перетворює кінетичну енергію кульки клапана 3 на свою потенціальну, яку вивільнить під час такту нагнітання, прискоривши закриття клапана 3. Це приведе до зменшення зворотних витоків розчину через усмоктувальний клапан 3 і дозволить ефективніше перекачувати будівельні розчини зниженої рухливості.

Нова конструкція дає змогу створювати розчинонасоси з горизонтальним розташуванням робочого органу, надійні у роботі й прості в обслуговуванні, оскільки вони мають мінімальний "шкідливий" об’єм, малий час спрацьовування всмоктувального клапана на відкриття та закриття, а також спрощену конструктивну схему.

Література:

1. Пат. №5214 МПК F04B9/08 Україна. Малоімпульсний розчинонасос / О.Г. Онищенко, В.У. Уст’янцев, Є.А. Васильєв // Бюл. – 2005. – №2.

2. Онищенко О.Г., Васильєв Є.А., Устьянцев В.У. Розробка оптимальної конструкції обмежувальної скоби залежно від висоти робочої камери розчинонасоса // Вібрації в техніці та технологіях. – Вінниця: ВДАУ. – Вип. 1(43). – 2006. – С. 94–96.