РУЧНОЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F04B9/14 

Изобретение относится к гидроприводостроению и может быть использовано в качестве насоса для гидродомкратов, гидроинструментов или гидропривода трубопроводной арматуры.

Известны ступенчаторегулируемые ручные поршневые насосы с двумя цилиндрами, обратными клапанами на всасывающих и нагнетательных линиях и вентилем, отключающим один из цилиндров при работе на высоких давлениях.

Их недостатки - сложность конструкции и невысокая надежность из-за наличия двух цилиндров, четырех клапанов и вентиля переключателя режимов.

Известен принятый за прототип ручной поршневой насос, содержащий цилиндр с линией всасывания и нагнетания со встроенными обратными клапанами, шток с установленным на нем соосно с возможностью взаимного осевого перемещения поршнем и механизм сцепления поршня со штоком байонетного типа. Наличие одного цилиндра, двух клапанов и отсутствие вентиля упрощает конструкцию насоса при сохранении его ступенчатого регулирования за счет включения или выключения механизма сцепления поршня со штоком.

Недостатками прототипа являются сложность и малая надежность механизма байонетного сцепления и низкая эргономичность, связанная с необходимостью оператора останавливать насос и проводить работу по переключению байонетного сцепления с помощью дополнительного рычага управления, а также малое число ступеней регулирования.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение ее надежности и эргономичности, а также увеличение числа ступеней регулирования.

Цель достигается тем, что ручной поршневой насос, содержащий цилиндр с линией всасывания и нагнетания со встроенными обратными клапанами, шток с установленным на нем соосно с возможностью взаимного осевого перемещения поршня и механизм сцепления поршня со штоком, снабжен пружиной сжатия, поршень выполнен в виде стакана, механизм сцепления - в виде размещенных на штоке по обе стороны от дна стакана упоров, взаимодействующих с ними, а пружина установлена в полости стакана между его дном и упором штока, причем ход поршня между упорами меньше хода штока в цилиндре. Насос снабжен по меньшей мере одним дополнительным поршнем с пружиной, охватывающим поршень, расположенный внутри него, причем каждый охватываемый поршень снабжен упорами, взаимодействующими с охватывающим поршнем.

Такая конструкция насоса более проста и надежна, так как в ней сложное байонетное сцепление штока с поршнем заменено более простым и надежным сцеплением типа упор в торец через промежуточную пружину сжатия. При этом одна часть хода штока осуществляется вместе с поршнем и соответствует большой подаче, а другая часть - при неподвижном поршне и малой подаче, т.е. общий ход штока разделен на два участка с разными величинами подач. Регулирование рабочего объема насоса и его подачи благодаря этому возможно осуществлять изменением расположения зоны хода штока без остановки штока и соответственно подачи жидкости и без присущей прототипу операции по управлению механизмом сцепления через специальный рычаг.

Снабжение насоса дополнительными поршнями с упорами и пружинами увеличивает число ступеней регулирования насоса, что расширяет его функциональные возможности.

На фиг. 1 изображен ручной поршневой насос, в разрезе; на фиг. 2 - его вариант с несколькими поршнями.

Насос содержит цилиндр 1 с линиями всасывания 2 и нагнетания 3 со встроенными обратными клапанами 4, шток 5 с установленным на нем соосно с возможностью осевого перемещения поршнем 6 в виде стакана и механизм сцепления поршня со штоком в виде размещенных на штоке упоров 7 и 8, взаимодействующих с торцами 9 и 10 поршня 6 и установленных так, что ход l поршня между упорами 7 и 8 меньше хода L штока в цилиндре. Пружина 11 сжатия размещена во внутренней полости поршня и оперта на упоры поршня и штока. Пунктиром обозначено крайнее положение штока в цилиндре. Насос на фиг. 2 снабжен дополнительным поршнем 12, охватывающим расположенный внутри его поршень 6 с упорами 13 и 14, и дополнительной пружиной 11 , опертой на его торец. Привод штока может осуществляться непосредственно рукой оператора или через рычаг 15. Для герметизации поршней и штока могут применяться уплотнители 16. Упоры 7, 8, 13 и 14 выполняются в виде выступов за рабочий диаметр, например, путем утолщения концов штока и поршня либо прикрепленных к их торцам фланцев и т.п. Усилие предварительного поджатия пружин выбирается из расчета преодоления сил трения уплотнения поршня по цилиндру и небольших сил давления при ходе всасывания жидкости.

Насос работает следующим образом.

При движении одного штока 5 или совместно с поршнем 6 наружу из цилиндра 1 жидкость из линии 2 всасывания через обратный клапан 4 втягивается в цилиндр 1, а затем при рабочем ходе штока и поршня внутрь цилиндра она вытесняется из цилиндра и подается в линию 3 нагнетания. Для насоса на фиг. 1 возможны два режима (две ступени) подачи - большой и малый. Режим большой подачи q_o осуществляется при ходе штока вниз от нейтрального положения, представленного на фиг. 1. При этом шток своим упором 7 воздействует на торец поршня и вдавливает его в цилиндр при рабочем ходе нагнетания, обеспечивая подачу, пропорциональную площади поршня и ходу штока с поршнем в зоне L-l. Обратный ход штока до нейтрального положения также происходит совместно с поршнем за счет передачи усилия от штока через пружину 11.

Режим малой подачи q_м достигается в случае движения штока без поршня в зоне l, т. е. вверх от нейтрального положения до взаимодействия упора 7 с торцом 10 поршня со сжатием пружины 11 (ход всасывания). Рабочий ход штока при этом режиме происходит от крайнего верхнего положения до нейтрального положения, и пружина способствует этому движению, снижая максимальное усилие на ручке насоса. Величина подачи q_м определяется произведением площади поперечного сечения штока на его ход l.

Для перехода с одного режима работы на другой оператору достаточно изменить зону качания ручки. Сцепление и расцепление штока с поршнем при этом происходят автоматически без остановки подачи и каких-либо дополнительных операций по управлению насосом. Кроме того, описанный выше механизм сцепления поршня со штоком обеспечивает простоту и надежность насосу, так как не содержит трущихся пар и не подвержен самопроизвольному расцеплению.

Работа насоса по фиг. 2 отличается тем, что при движении штока вверх из нейтрального положения вначале происходит выдвижение вместе с ним поршня 6 и лишь после его полного выдвижения имеется зона, в которой возможно перемещение одного штока. В результате число ступеней регулирования увеличивается до трех, а при увеличении числа дополнительных поршней пропорционально числу выдвижных элементов. Увеличение числа ступеней регулирования насоса расширяет его функциональные возможности и решает задачу обеспечения постоянной мощности при переменных подаче и давлении нагнетания.

Использование: в гидроприводостроении. Сущность изобретения: на штоке установлены соосно с возможностью осевого перемещения поршень и механизм сцепления поршня со штоком. Поршень выполнен в виде стакана, механизм сцепления - в виде размещенных на штоке по обе стороны от дна стакана упоров, взаимодействующих с ними. Пружина сжатия установлена в полости стакана между дном и упором штока. Ход поршня между упорами меньше хода штока в цилиндре. Дополнительный поршень с пружиной охватывает расположенный внутри него поршень. Каждый охватываемый поршень снабжен упорами, взаимодействующими с охватывающим поршнем. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. РУЧНОЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС, содержащий цилиндр с линией всасывания и нагнетания со встроенными обратными клапанами, шток с установленным на нем соосно с возможностью осевого перемещения поршнем и механизм сцепления поршня со штоком, отличающийся тем, что он снабжен пружиной сжатия, поршень выполнен в виде стакана, механизм сцепления - в виде размещенных на штоке по обе стороны от дна стакана упоров, взаимодействующих с ними, а пружина установлена в полости стакана между его дном и упором штока, причем ход поршня между упорами меньше хода штока в цилиндре. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним дополнительным поршнем с пружиной, охватывающим расположенный внутри него поршень, причем каждый охватываемый поршень снабжен упорами, взаимодействующими с охватывающим поршнем.