МУЛЬТИПЛИКАТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания высокого гидростатического давления жидкости.

Известен пневмогидропреобразователь, содержащий корпус, резервуар для рабочей жидкости, пневмополость, отдельную от резервуара перегородкой, полость высокого давления и установленный в пневмополости пневмопоршень, в штоке которого выполнен осевой канал с расположенным в нем обратным клапаном для сообщения резервуара с жидкостной полостью высокого давления [1].

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы из-за низкой надежности работы обратного клапана, которая обусловлена низкими уплотняющими способностями его поверхности при малейшем повреждении последней вследствие попадания твердых частиц загрязнений, обратный клапан будет неработоспособен.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому мультипликатору давления является выбранный в качестве прототипа мультипликатор давления, содержащий плунжер с осевым каналом, установленный в цилиндре с образованием полости давления, поршень, жестко соединенный с плунжером и установленный в цилиндре низкого давления с образованием подпоршневой и надпоршневой полостей и узел подпитки, выполненный в виде подпружиненного клапана, установленного на входе в осевой канал плунжера со стороны полости высокого давления [2].

Недостатком известного мультипликатора давления является низкая эффективность его работы из-за низкой надежности работы обратного клапана, которая обусловлена низкой уплотняющей способностью рабочей поверхности обратного клапана и при малейшем износе или повреждения из-за попадания твердых частиц загрязнений, обратный клапан будет неработоспособен, так как в режиме рабочего хода поршня возможно продавливание рабочей жидкости из полости высокого давления через обратный клапан в подпоршневую полость, в результате чего в полости высокого давления не будет создаваться необходимого для работы мультипликатора давления.

Цель изобретения - повышение эффективности работы мультипликатора путем повышения надежности работы обратного клапана.

Это достигается тем, что в мультипликаторе давления, содержащем ступенчатый цилиндр, плунжер, установленный в цилиндре с образованием полости высокого давления, поршень, жестко соединенный с плунжером и установленный в цилиндре с образованием полости низкого давления, и подпружиненный конический обратный клапан, расположенный на входе в осевой канал плунжера, выполненный с конусным участком со стороны полости высокого давления, последний снабжен узлом уплотнения в виде набора уплотнений разных диаметров, разделенных прокладкой и закрепленных на обратном клапане с возможностью контакта уплотнения меньшего диаметра с конусным участком входа в осевой канал плунжера, а уплотнения большего диаметра с поверхностью торца плунжера, при этом жесткость уплотнения меньшего диаметра больше жесткости прокладки, а жесткость прокладки больше жесткости уплотнения большего диаметра.

Снабжение обратного клапана узлом уплотнения позволяет обеспечить надежную работу обратного клапана за счет повышения его уплотняющих способностей, обеспечивая тем самым повышение эффективности работы мультиплексора.

Обжатие уплотнением большой жесткости, например латунным, прилегающей конусной поверхности входа в осевой канал позволяет компенсировать неровности этой поверхности и создать начальное уплотнение на входе в осевой канал плунжера.

Разделение уплотнений разной жесткости прокладкой позволяет предотвратить проникновение уплотнения меньшей жесткости, в нашем случае резинового, в зазор между латунным уплотнением и корпусной поверхностью осевого канала, что, в свою очередь, обеспечивает повышение надежности работы латунного уплотнения и увеличивает долговечность работы резинового уплотнения за счет отсутствия "закусывания" его латунным уплотнением.

Выбор же диаметра резиновых уплотнений больше диаметра латунных уплотнений, установленных на входе в осевой канал, обеспечивает при дальнейшем прижатии перекрытие конусного участка осевого канала по торцовой поверхности плунжера и окончательную герметизацию полости высокого давления, что повышает надежность работы обратного клапана и, следовательно, эффективность работы мультиплексора.

И, наконец, наличие стальной предохранительной шайбы исключает возможность повреждения уплотнительного узла при затяжке его резьбовым соединением, что, в свою очередь, повышает надежность работы обратного клапана и обеспечивает дополнительное повышение эффективности работы мультиплексора.

На фиг. 1 представлен предлагаемый мультиплексор; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Мультипликатор давления содержит ступенчатый цилиндр 1, в котором расположен плунжер 2 с осевым каналом 3, образующий полость 4 высокого давления, с расположенным в нем поршнем 5, жестко соединенным с плунжером 2 и образующим в разделяющем цилиндре 1 полость 6 низкого давления и подпоршневую полость 7, обратный клапан 8 с пружиной 9 и жестко закрепленный на нем посредством гайки 10 узел уплотнения.

Узел уплотнения включает в себя набор уплотнений разной жесткости и разных диаметров, а именно: уплотнение 11 меньшего диаметра конической формы с углом конуса, повторяющим угол конусного участка 12 осевого канала 3 плунжера 2, выполненное из пластичного металла, например латуни, установленное с возможностью контакта с поверхностью конусного участка осевого канала плунжера, и уплотнение 13, выполненное из эластичного упругого материала, например и резины, с диаметром, позволяющим перекрывать конусный участок осевого канала плунжера и контактировать с торцовой поверхностью плунжера.

Между уплотнениями 11 и 13 расположена жесткая прокладка 14, выполненная из твердого упругого неметалла, например полиамида, и установленная в осевой канал 3 плунжера с радиальным зазором.

Узел уплотнения крепится на обратном клапане при помощи гайки 10 и прижимной шайбы 15, выполненной, например, из стали.

Мультипликатор давления работает следующим образом.

В исходном положении поршня 5 обратный клапан 8 открыт за счет отжатия его днищем подпоршневой полости 7. В полость 6 подается сжатый воздух для удержания поршня в исходном положении, затем в подпоршневую полость 7 от источника через канал 16 подается жидкость низкого давления, которая, заполняя подпоршневую полость по осевому каналу 3 плунжера 2, через обратный клапан 8 поступает в полость 4 высокого давления. После полного заполнения жидкостью низкого давления полости 4 высокого давления сжатый воздух из полости 6 стравливается. Из-за отсутствия удерживающего поршень 5 давления в полости 6 жидкость низкого давления начинает воздействовать на поршень 5, перемещая его и связанный с ним плунжер 2, в результате чего прекращается отжатие дном 5 подпоршневой полости 7 обратного клапана 8, на который начинает воздействовать пружина 9, что приводит к закрыванию обратного клапана 8. При дальнейшем движении поршня 5 и плунжера 2 в полости 4 высокого давления происходит нарастание давления жидкости, которая, воздействуя на узел уплотнения, производит плотное прижатие латунного уплотнения 11 к поверхности конусного участка 12 осевого канала 3, и следующего за ним резинового уплотнения 13 к торцовой поверхности плунжера 2 и обеспечивает окончательное уплотнение обратного клапана 8.

Расположенная между уплотнениями 11 и 13 полиамидная прокладка 14 повышает жесткость резинового уплотнения 13 и исключает выдавливание его в зазор между уплотнением 11 и конусным участком 12 отверстия осевого канала 3, чем обеспечивается более надежная работа обратного клапана и повышение эффективности работы мультипликатора.

После совершения работы в полость 6 подается сжатый воздух при одновременном стравливании рабочей жидкости из подпоршневой полости 7, при этом поршень 5 и связанный с ним плунжер 2 возвращаются в исходное положение, и цикл работы мультипликатора повторяется.

Использование: для создания высокого гидростатического давления жидкости. Сущность изобретения: в ступенчатом цилиндре с образованием полости высокого давления установлен плунжер с осевым каналом. Поршень жестко соединен с плунжером и образует в цилиндре полость низкого давления. Подпружиненный конический обратный клапан расположен на входе в осевой канал, выполненный с конусным участком со стороны полости высокого давления. Обратный клапан снабжен узлом уплотнения, выполненным в виде набора уплотнений разных диаметров, разделенных прокладкой и закрепленных на клапане с возможностью контакта уплотнения меньшего диаметра с конусным участком входа в осевой канал, уплотнения большего диаметра с поверхностью торца плунжера. Жесткость уплотнения меньшего диаметра больше жесткости прокладки. Жесткость прокладки больше жесткости уплотнения большего диаметра. 2 ил.

МУЛЬТИПЛИКАТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащий ступенчатый цилиндр, плунжер с осевым каналом, установленный в цилиндре с образованием полости высокого давления, поршень, жестко соединенный с плунжером и размещенный в цилиндре с образованием полости низкого давления, и подпружиненный конический обратный клапан, расположенный на входе в осевой канал плунжена, выполненный с конусным участком со стороны полости высокого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы мультипликатора давления за счет повышения надежности работы обратного клапана, последний снабжен узлом уплотнения, выполненным в виде набора уплотнений разных диаметров, разделенных прокладкой и закрепленных на обратном клапане с возможностью контакта уплотнения меньшего диаметра с конусным участком входа в осевой канал плунжера, а уплотнения большего диаметра - с поверхностью торца плунжера, при этом жесткость уплотнения меньшего диаметра больше жесткости прокладки, а жесткость прокладки больше жесткости уплотнения большего диаметра.