Мембранный насос

Наши школьные лаборатории должны пополниться еще одной моделью насоса. На этот раз это будет рабочая модель диафрагменного насоса. Это эффектно выглядящее устройство, и оно стоит того, чтобы сразу приступить к работе.

Конструкторы при изобретении диафрагменного насоса руководствовались тем, что он должен характеризоваться в первую очередь герметичностью, отсутствием утечек в процессе работы. До сих пор источником утечек был поршень. Ее устранили заменой на гибкую мембрану. Промышленные мембранные насосы предназначены для перекачивания токсичных и загрязненных жидкостей. Насос, который мы будем строить из очень простых материалов, тоже не имеет поршня. Вместо этого у него резиновая гибкая диафрагма, вырезанная из старой внутренней трубки и перемещающаяся внутри деревянного корпуса. С самодельным и работающим устройством мы можем, например, эффективно опорожнить банку с водой в рамках шоу для коллег.

Работа насоса мембрана простая. Рычаг на каретке попеременно перемещается вверх и вниз. К рычагу прикреплена тяга, передающая это движение на диафрагму. Так как тяга должна быть жесткой, сделаем ее из старой велосипедной спицы. Диафрагма, перемещаясь вверх или вниз, изменяет объем насосной камеры. В нижней части насосной камеры работают два клапана. Они называются всасывающими и нагнетательными. При движении диафрагмы вверх всасывающий клапан открывается, и насос всасывает воду. При движении рычага вниз диафрагма уменьшает объем камеры, всасывающий клапан закрывается, и вода вытекает через нагнетательный клапан. Этот переменный цикл заставляет воду перекачиваться. Схему работы диафрагменного насоса можно увидеть на рисунке. Перед запуском нашей модели следует помнить, что насос должен быть заполнен водой, т.е. залит, иначе он не захочет работать.

инструменты: электродрель на подставке, электролобзик, дремель, клеевой пистолет с горячим клеем, ножовка, крупная и мелкая наждачная бумага на вращающемся диске, прикрепленном к дрели, отвертка, хромовый или серебряный аэрозольный лак. Вам может понадобиться плашка М2 с ручкой, тиски, молоток, кусачки.

материалы: фанера толщиной 12 мм, старый резиновый баллон, например от автомобиля или тачки, велосипедная спица, металлические шайбы, гайки, красный высокотемпературный силикон, стеклянная банка, маленькая жестяная банка, проволока, пружина, пластифицированная трубка диаметром 10 мм. Шприц длиной 100 см может быть полезен для заполнения помпы.³.

Корпус насоса. Это четыре квадратных куска фанеры со стороной 110 мм каждый. В центре трех из них прорезаем по центру отверстия диаметром 80 мм. Однако мы начнем с того, что нарисуем шаблон на картоне, а затем точно его вырежем. Только подготовленный таким образом шаблон следует аккуратно нарисовать на фанере, продублировав его четыре раза. Вырезаем эти элементы электролобзиком или ручной пилой с разбрасывателем. В трех квадратах, на которых нарисованы окружности, сверлим отверстие диаметром 10 мм? он должен быть достаточно большим, чтобы вместить полотно электролобзика. Как только это будет сделано, мы можем начать вырезание отверстий. Фанеру следует прикрепить к верстаку с помощью клея или столярных струбцин. Это позволит нам точно маневрировать пилой. Если у нас нет электролобзика, мы можем заменить его ручной треугольной пилой. Два квадрата фанеры с отверстиями и третий без отверстия склеиваются плетеным клеем, образуя корпус насоса. Выровняйте полученную камеру напильником или деревянной концевой фрезой, прикрепленной к рукоятке дрели.

Основание насоса. Представляет собой прямоугольник 110 на 200 мм, вырезанный из фанеры. Приклейте корпус насоса к основе клеем для плетения. В днище корпуса сверлим по оси два сквозных отверстия диаметром 10 мм. Отверстия должны располагаться близко к периферии кругов, как показано на рисунке 1 и на фото.

Поддержка рычага. Он имеет форму, как на рисунке 2. Нам понадобится три одинаковых элемента высотой 160 мм и шириной 40 мм. Таким образом, шаблон также полезен в этом случае. Верх среднего элемента короче на 40 мм. В этот момент рычаг будет работать между крайними элементами каретки. Склеиваем все три элемента клеем викола. Когда они высохнут, сверлим отверстие под ось рычага. Ось можно сделать из укороченного гвоздя. В зависимости от диаметра гвоздя выбираем диаметр сверла.

рычаг. Мы вырежем его из фанеры по форме, показанной на рисунке 4. Рычаг имеет длину 260 мм и ширину 30 мм. Я также предлагаю использовать шаблон, который поможет вам выбрать место на фанере так, чтобы максимально эффективно использовать ее поверхность. К тому же, если нарисованные детали будут соприкасаться, мы избавим себя от трудоемкого выпиливания. Все деревянные элементы формируем и выравниваем крупнозернистой наждачной бумагой, например № 36, а затем зачищаем мелкозернистой. В рычаге просверлите отверстие для оси и второе отверстие, в которое будет зацеплен конец тяги. Мы начнем, однако, с того, что просверлим отверстие для конца тяги, потому что отверстие для оси должно быть в таком месте рычага, чтобы тяга была перпендикулярна диафрагме. Если у нас нет начерченного строительного чертежа насоса, определить это место на практике мы можем только путем примерки рычагов к каретке.

Мембрана. Из внутренней трубы вырежем квадрат со стороной 100 мм. Приклейте внутреннюю трубку к последнему квадрату с вырезанным отверстием. Поскольку фанера толщиной 12 мм слишком толстая, я предлагаю разделить этот квадрат на две части. Мы можем выполнить расслоение ножом. Поместите нож на лежащий на верстаке квадрат, выбрав место, откуда будет видно, где будут склеиваться слои. При ударе молотком по ножу фанера должна легко расслаиваться. Выбираем одну из деталей и обрабатываем ее наждачной бумагой. Приклейте трубку к подготовленной таким образом фанере с помощью красного высокотемпературного силикона.

Тяга. Их мы будем делать из спицы от велосипеда длиной 160 мм. Один конец загибаем под углом 90 градусов на расстоянии 30 мм. Этот конец будет прикреплен к концу ручного рычага. Другой конец спицы будет прикреплен к диафрагме. Если у вас нет трех гаек, соответствующих приобретенной вами спице, я предлагаю нарезать спицу с помощью матрицы M2 и подобрать подходящие гайки M2. Так как гайки М2 очень маленькие, то во время работы они обязательно вырвутся из мембраны. Мы можем предотвратить это, поместив на ось между гайками две круглые пластины диаметром 30 мм. Не забудьте надеть контргайку на конец спицы, который работает внутри насосной камеры, в дополнение к гайке. Это предотвратит самопроизвольное отвинчивание гайки при работающем насосе.

Всасывающий клапан. Вырежем его в виде резинового диска диаметром 24 мм. Вклеим этот диск силиконом внутрь корпуса, как показано на фото. Клеить будем с помощью силикона. Створка должна фиксироваться в точках и работать как на шарнире. Резина прилипает к отверстию, но поднимается, когда насос всасывает жидкость, затем опускается и блокирует всасывающее отверстие, пока диафрагма опускается.

Седло выпускного клапана. Его делают из двух деревянных брусков, 50 на 50 м и толщиной 7 м. В одном просверливаем отверстие диаметром 30 мм, а в другом отверстие диаметром 10 мм, сдвинутое к краю. В него мы будем вклеивать пластиковый матрас. Склеим оба блока между собой, как показано на фото. Блок с большим отверстием будет приклеен к основанию насоса, к которому прикреплен клапан. Перед этим приклеим нажимную пружину, закрывающую выпускной клапан.

Выпускной вентиль. Он открывается при опускании диафрагмы и закрывается при ее подъеме. Он поднимется, когда вода всосется, и прилипнет к краю отверстия, если попытается отступить. Этот клапан приклеен с противоположной стороны основания насоса и будет закрыт седлом клапана с пружиной. Пружину выбираем из домашних запасов или наматываем сами из пружинной проволоки. Пружина и способ крепления показаны на фото.

Ведро. Их мы будем делать из небольшой формочки, например, после томатного пюре. В отверстия, просверленные напротив друг друга по краю ящика, закрепите брусок из толстой проволоки или спиц. Красим все это дело серебристым аэрозольным лаком. Ведро представлено на фото.

Сборка модели. Соединяем шток с диафрагмой. Сначала наверните на конец спицы первую гайку, затем наденьте круглый значок, наденьте диафрагму, а затем пластину и шайбу. Наконец, наверните гайку и вторую в качестве контргайки. Это предотвратит самопроизвольное отвинчивание гайки и, как следствие, выход насоса из строя. Закрепите крышку насоса с тягой и диафрагму на корпусе насоса с помощью винтов. Предпосылка заключается в том, что насос можно разобрать, чтобы продемонстрировать его конструкцию. Прикрепите рукоятку на свое место в кронштейне с помощью оси, сделанной из гвоздя. Вставьте изогнутый конец спицы тяги в отверстие на ее конце. Закрепите пластиковые шланги клеем в отверстиях насоса.

Забава. Ставим насос на банку, из которой будем черпать воду. Однако сначала мы должны залить насос, т. е. заполнить его водой. Для этого можно использовать большой шприц. Заправленный насос должен исправно работать, перекачивая воду из банки в выбранный сосуд. Если что-то пошло не так, где-то могут быть утечки. Мы можем найти их, например, погрузив весь насос в раковину, наполненную водой. Двигая рычаг вверх и вниз, вы увидите, где появляются пузырьки или где хлещет вода. Устраните обнаруженные протечки, заклеив их горячим клеем из клеевого пистолета, а затем еще раз проверьте герметичность в воде. Наконец, насос должен начать работать должным образом. Перемещаем рычаг, приводящий в движение диафрагму, и качаем воду.