CS252276B1 - Pístové čerpadlo pro oběh tlakového média - Google Patents

Abstract

Sešehí se týká pístového čerpadla pro oběh tlakového media, především pak pro přerušovaný nucený oběh tlakové kapaliny nebo plynu, kde čerpadlo řeší ztráty tisku vznikající netěsnosti systému - např, pro nucený oběh kombinovaného solárně - elektrického ohřevu vody. Podstata řešení spočívá v tom, že přímočarý vratný pohyb pístu ve válci je odvozen od vnějšího po?- honu - ručního nebo motorického pomocí ojnice, která je prostřednictvím křižákového mechanismu spojena s pístem a prochá- ’■< otvorem ve stěně válce, kde je otočně uložena v tělese držáku. Utěsnění ojnice v oblasti držáku může pak být s výhodou řešeno pružným dutým elementem, například hadicí, který je svým jedním koncem uchycen na hrdlu telesa držáku a svým druhým koncem na osazeném zakončení ojnice.

Description

Vynález se týká pístového čerpadla pro oběh tlakového média, především pak pro přerušovaný nucený oběh tlakové kapaliny nebo plynu, kde čerpadlo řeší ztráty tlaku vznikající netěsnostmi systému — např. pro nucený oběh kombinovaného· solárně - elektrického ohřevu vody.

V současné době se pro obdobné systémy s oběhem tlakového média používají zejména rotačhí čerpadla. Jsou např. známa moderní rotační čerpadla, u nichž se rotační část / s přetlakem / izoluje od stacionární / s atmosférickým tlakem / membránou nebo přímo přepravovaným médiem. Točivý moment se pak na takto izolovaný rotor přenáší např. magnetickým polem. Toto progresivní řešení, výhodné především pro dopravu agresivních médií, má však značná technicko - ekonomická omezení v použitelnosti, daná zejména tím, že neumožňuje konstrukci rotoru z magneticky nevodivých materiálů. Rovněž dosahované výkony jsou omezeny nemožností připojení samostatné pohonné jednotky o potřebném výkonu, resp. počtu otáček. Vyššího výkonu lze navíc u těchto typů čerpadel dosáhnout obvykle jen za cenu nepřiměřené spotřeby elektrické energie.

Výše uvedené faktory lze pak do značné míry zobecnit i na popžití klasických typů rotačních a pístových čerpadel. Lze totiž obecně říci, že použití stávajících typů menších čerpadel, především rotačních, nedává dostatečnou záruku dosažení potřebných tlaků v systémech pro oběh tlakového media. Rovněž použití klasických pístových čerpadel, která dosažení potřebného tlaku bezpečně zaručí naráží na řadu obtíží. Tyto obtíže budou ilustrovány na dvou typových skupinách pístových čerpadel. Typ 1 : Dvojčinné čerpadlo s přímočarým pohybem kotoučového pístu s klikovým mechanismem^ typ 2 : ruční dvojčinné čerpadlo s přímočarým pohybem kotoučového pístu s klikovým mechanismem.

252 278

- 2 Oba tyto typy, které jsou klasickými představiteli stavu techniky v oblasti pístových čerpadel, jsou v dané aplikaci nevýhodné především svými velkými rozměry, značnou hmotností a konstrukční složitostí. Hlavním problémem je zde ovšem optimální utěsnění čerpadla při současném zajištění efektivnosti provozu u systémů pro oběh tlakového' média - např. nuceného oběhu kombinovaného solárně - elektrického ohřevu vody. V klasických ucpávkách, které jsou použity např. jak u typu 1, tak i u typu 2, dochází totiž k poměrně vysokým mechanickým, ztrátám - vlivem velikosti třecí síly nutné k zabezpečení těsnosti. Z této skutečnosti vyplývá jednak značná energetická náročnost provozu těchto čerpadel, což je např. u aplikace pro nucený oběh kombinovaného ohřevu vody zcela nežádoucí vzhledem k dlouhodobému provozu čerpadla a jednak i poměrně nízká životnost ucpávky v důsledku vlivu vysoké třecí síly, navíc mnohdy kombinovaného s negativním vlivem agresivity médiaj resp. jeho znečištění.

Z rozboru je tedy zřejmé, že situace musí být řešena vhodným kompromisem mezi požadavkem na výkon čerpadla a energetickokonstrukční stránkou. K vyřešení tohoto problému přispívá konstrukce pístového čerpadla pro oběh tlakového média podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přímočarý vratný pohyb pístu ve válci je odvozen od vnějšího pohonu - ručního nebo motorického pomocí ojnice, která je prostřednictvím křižákového mechanismu spojena s pístem a prochází otvorem ve stěně válce, kde je otočně uložena v tělese držáku. Utěsnění ojnice v oblasti držáku může pak být s výhodou řešeno pružným dutým elementem,např. hadici, která je svým jedním koncem uchycena na hrdlu tělesa držáku a svým druhým koncem pak na osazeném zakončení ojnice.

Hlavní výhoda pístového čerpadla podle vynálezu spočívá v tom, že u.aplikací pro oběh tlakového média analogických nucenému oběhu- vody při kombinovaném solárně - elektrickém ohřevu vody úspěšně řeší kompromis mezi požadovaným výkonem čerpadla a energetickokonstrukční stránkou, čerpadlo podle vynálezu totiž zcela spolehlivě zaručí výkon potřebný pro oběh média, při čemž je ovšem konstrukčně podstatně jednodušší,než klasická pístová čerpadla s klikovým mechanismem. Jednoduchost konstrukce spočívá zejména v novem principu utěsnění čerpadla pružnou hadicí.

252 276

- 3 “

Tím odpadají všechny dříve popsané nedostatky spojené s použitím ucpávek, u klasických pístových čerpadel. Především nedochází k energetickým ztrátám a opotřebení těsnění vlivem tření tak,jak je tomu u klasického typu ucpávkového těsnění. Z hlediska funkce těsnění lze uvést, že pružná hadice.těsní prakticky absolutně po celou dobu své životnosti. Další výhodou jednoduché konstrukce čerpadla podle vynálezu je jednoduchost jeho výroby, s ní související možnost volby netradičních materiálů — např. snadno zpracovatelných plastů a možnost motorického pohonu próstřědnictvím excentrů nebo vačky.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklad praktického konstrukčního uspořádání pístového čerpadla. Příkladné provedení pístového čerpadla podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde představuje · obr. 1 - čerpadlo v podélném řezu obr. 2 - čerpadlo v bokorysu

V příkladném konstrukčním uspořádání čerpadla je pohyb pístu 1 ve vrtaném válci 2, opatřeném na jedné straně čelem J tvaru zátky, odvozen od vnějšího pohonu, který působí / např. přes vačkový mechanismus / na vnější konec ojnice 4 kmitavýin pohybem ve směru šipky 15. Ojnice 4_, která prochází stěnou válce 2 a je otočně uložena na ojničním čepu 12 v držáku 5_> pak tento pohyb převádí na píst 1, v jehož příčném otvoru je uložena pomocí křižákového mechanismu s válcovým křižákem 6 a křižákovým čepem 7.

oblasti otvoru držáku 5 je ojnice utěsněna pružnou hadicí 8^, která je svým jedním koncem uchycena na hrdlu držáku 5. a svým druhýma koncem pak na osazeném zakončení ojnice 4.K uchycení hadice na hrdlu i ojnici slouží utahovací pásky 9,. Válec 2 čerpadla je dále opatřen vstupními jednosměrnými ventily 10 pro vstup média ve směru šipky 13 a výstupními jednosměrnými ventily 11 pro výstup média ve směru šipky 14.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   252 276

   1. Pístové čerpadlo pro oběh tlakového média, vyznačené tím, že přímočarý vratný pohyb pístu / 1 / ve válci / 2 / je odvozen od vnějšího pohonu pomocí ojnice / 4 /, která je prostřednictvím křižákového mechanismu / 6,7 / spojena s pístem /1 / a prochází otvorem ve stěně válce / 2 /, kde je otočně uložena v tělese držáku / 5 /·
2. 2. Pístové čerpadlo podle bodu 1, vyznačené tím, že ojnice / 4 / je v oblasti držáku / 5 / utěsněna pružným dutým elementem / 8 /, např. hadicí, který je svým jedním koncem uchycen na hrdlu tělesa držáku / 5 / a svým druhým koncem pak na osazeném zakončení ojnice / 4 /·