РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД НАСОСА Российский патент 1995 года по МПК F04B49/00 

Изобретение относится к механизмам привода многоплунжерных насосов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Известен регулируемый привод дозировочного насоса, где в механизме преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное размещен приводной вал с возможностью осевого перемещения, через наклонный паз которого пропущен палец эксцентрика, что позволяет эксцентрику менять радиальное положение относительно приводного вала при клиновом действии поверхностей паза на палец эксцентрика. (Каталог фирмы BRAN & LUBBE "Dosier- und Mischtechnik" гл. 35 "Triebwerke K+J", 1983)
Известный привод конструктивно и технологически сложен. Кроме того, эксцентриситет и длина хода плунжера в данном устройстве полностью зависят от внутреннего диаметра направляющей втулки червячного колеса, охватывающей опору приводного вала механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. При этом увеличение эксцентриситета возможно только при увеличении внутреннего диаметра направляющей втулки, червячного колеса и всего привода в целом.

Известен также регулируемый привод четырехплунжерного насоса, который содержит корпус, находящиеся в зацеплении червячный вал с червячным колесом, приводные валы, установленные в червячном колесе, узлы регулирования, связанные каждый со своим приводным валом, и эксцентрики с ползунами, установленные на приводных валах и подвижно связанные с ними [1]. В данном приводе подвижное соединение приводных валов с эксцентриками выполнено при помощи спиральных пазов и шипов. Однако спиральное соединение не позволяет обеспечить линейную зависимость изменения длины перемещения ползуна от длины перемещения узла регулирования. Кроме того, известный привод не позволяет привести в действие более четырех плунжеров насосов.

В основу изобретения поставлена задача создать регулируемый привод насоса, который позволил бы обеспечить линейную зависимость изменения длины перемещения ползуна от длины перемещения узла регулирования, а также обеспечил бы возможность компоновки многоплунжерного привода.

Эта задача решена созданием привода, содержащего корпуса, находящиеся в зацеплении червячный вал с червячным колесом, приводные валы, установленные в червячном колесе, узлы регулирования, связанные каждый со своим приводным валом, эксцентрики с ползунами, установленные на приводных валах и подвижно связанные с ними. При этом, согласно изобретению, приводные валы связаны с эксцентриками посредством прямых плоскопараллельных шлицев, образованных на приводных валах и внутренней поверхности эксцентриков, обеспечивающих взаимодействие нескольких шлицев одновременно.

Ниже приведены примеры исполнения одно-, двух- и трехплунжерных приводов насосов.

На фиг.1 изображено продольное сечение одноплунжерного привода; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1.

Привод состоит из корпуса 1, в крышке 2 которого размещено червячное колесо 3, и червячного вала 4. Приводной вал 5 одним концом охвачен сквозной осевой расточкой червячного колеса 3, а другим связан с узлом регулирования 6 через крышку 7. Эксцентрик 8 и приводной вал 5 сочленены подвижно посредством плоскопараллельных шлицев 9 и 10, образованных соответственно на плоскости приводного вала 5 и на внутренней поверхности паза эксцентрика 8, и углубленных друг в друга с необходимостью взаимодействовать одновременно несколькими шлицами каждой детали этого соединения. Эксцентрик 8 связан с ползуном 11 через шатун 12. Эксцентриситет привода определяется взаимным расположением приводного вала 5 и эксцентрика 8 относительно оси вращения.

На фиг. 1 привод показан в положении (частный случай), когда приводной вал 5 находится в крайне правом положении, что соответствует нулевому перемещению шатуна 12 и ползуна 11. К ползуну 11 присоединяется плунжер насоса (на чертеже не показан).

Привод работает следующим образом.

Приводной вал 5 получает вращательное движение от червячного вала 4 через червячное колесо 3, расположенное в крышке 2 корпуса привода. С перемещением приводного вала 5 при помощи узла регулирования 6 вдоль оси вращения из крайнего правого положения, при котором эксцентриситет равен 0, а ползун 11 и шатун 12 покоятся на месте, в направлении червячного колеса 3, плоскопараллельные шлицы 10 приводного вала 5 будут оказывать клиновое действие на плоскопараллельные шлицы 9 эксцентрика 8, заставляя его перемещаться радиально относительно приводного вала 5, меняя эксцентриситет до тех пор, пока приводной вал 5 не переместится в крайнее левое положение. В момент, когда эксцентрик 8 полностью переместится в крайнее положение от первоначального относительно приводного вала 5, изменив эксцентриситет до максимума, произойдет изменение длины хода ползуна 11 от "0" до максимума. Причем, чтобы соединение приводного вала и эксцентрика было надежным, зацепление осуществляется одновременно постоянным количеством шлицев 10 и 9, а в зависимости от величины эксцентриситета шлицевые участки взаимодействия меняются вдоль шлицевых поверхностей.

Для изменения длины хода ползуна 11 от максимума до "0" работа привода осуществляется в обратном порядке.

На фиг.3 показано продольное сечение двухплунжерного привода; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.3.

Привод состоит из корпуса 1, в котором размещены червячное колесо 2 и червячный вал 3. По обеим сторонам червячного колеса 2 расположены механизм 4 (основной) - справа и механизм 5 (дополнительный) - слева. Узловая идентичность этих механизмов преобразования вращательных движений в возвратно-поступательные позволяет судить о каждом из описания одного, поэтому ниже приведено описание только механизма 5.

Приводной вал 6 с одной стороны встроен в дополнительную, сквозную, осевую расточку 7 червячного колеса 2. Другим концом приводной вал 6 связан с узлом регулирования 8 через крышку 9. Эксцентрик 10 и приводной вал 6 сочленены подвижно посредством плоскопараллельных шлицев 11 и 12, углубленных друг в друга с необходимостью взаимодействовать одновременно несколькими шлицами каждой детали соединения. Эксцентрик 10 связан с ползуном 13 через шатун 14. Эксцентриситет определяется взаимным расположением приводного вала 6 и эксцентрика 10 относительно оси вращения.

На фиг. 3 привод показан в положении (частный случай), когда приводной вал 6 находится в крайнем левом положении, что соответствует нулевому перемещению ползуна 13 и шатуна 14. К ползуну присоединяется плунжер насоса (на чертеже не показан).

Привод работает следующим образом.

Приводной вал 6 получает вращательное движение от червячного вала 3 через червячное колесо 2, расположенное в центре корпуса 1. С перемещением приводного вала 6 при помощи узла регулирования 8 вдоль оси вращения из крайнего левого положения, при котором эксцентриситет равен 0, а ползун 13 и шатун 14 покоятся на месте, в направлении червячного колеса 2, плоскопараллельные шлицы 12 приводного вала 6 будут оказывать клиновое действие на плоскопараллельные шлицы 11 эксцентрика 10, заставляя его перемещаться радиально относительно оси приводного вала 6, меняя эксцентриситет до тех пор, пока приводной вал не переместится в крайнее правое положение. В этот момент эксцентрик 10 полностью переместится в крайнее положение от первоначального относительно оси приводного вала 6, изменив эксцентриситет от 0 до максимума. Следовательно, произойдет изменение длины хода ползуна 13 от 0 до максимума. Причем, чтобы соединение приводного вала 6 и эксцентрика 10 было надежным, зацепление осуществляется одновременно постоянным количеством шлицев 11 и 12, а в зависимости от величины эксцентриситета шлицевые участки взаимодействия меняются вдоль шлицевых поверхностей этих деталей.

Наличие углового смещения в 180^о сквозных осевых расточек 7 и 7а червячного колеса 2 позволяет осуществлять изменение эксцентриситетов двух механизмов привода независимо друг от друга, индивидуально.

На фиг.6 показано продольное сечение трехплунжерного привода, на фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.6.

Привод состоит из корпуса 1, в крышке 2 которого размещено червячное колесо 3, и червячного вала 4. Приводной вал 5 одним концом встроен при помощи шпонки 6 в червячное колесо 3 с осевой свободой вдоль нее, другим концом он связан с узлом регулирования 7 через крышку 8. На трех плоскостях вала 5, расположенных параллельно его оси с угловым смещением в 120^о, размещены три механизма 9, 10, 11 преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. Их узловая идентичность позволяет получить полное представление о всем приводе из описания одного механизма. Поэтому ниже приведено описание одного механизма 10 (в центре).

Эксцентрик 12 и приводной вал 5 сочленены подвижно посредством плоскопараллельных шлицев 13 и 14 соответственно, образованных на плоскости приводного вала 5 и на внутренней поверхности паза эксцентрика 12, и углубленных друг в друга с необходимостью взаимодействовать одновременно несколькими шлицами каждой детали этого соединения. Эксцентрик 12 связан с ползуном 15 через шатун 16. Эксцентриситет привода определяется взаимным расположением эксцентрика 12 и приводного вала 5.

На фиг. 6 привод показан в положении (частный случай), когда приводной вал 5 находится в крайнем правом положении, что соответствует нулевому перемещению шатуна 16 и ползуна 15. К ползуну 15 присоединяется плунжер насоса (на чертеже не показан).

Работа привода происходит следующим образом.

Приводной вал 5 получает вращательное движение от червячного вала 4 через червячное колесо 3. С перемещением приводного вала 5 при помощи узла регулирования 7 вдоль оси вращения из крайнего правого положения, при котором эксцентриситет равен 0, а ползун 15 и шатун 16 покоятся на месте, в направлении червячного колеса 3, плоскопараллельные шлицы 14 вала 5 будут оказывать клиновое действие на плоскопараллельные шлицы 13 эксцентрика 12, заставляя его перемещаться радиально относительно оси приводного вала 5, меняя эксцентриситет до тех пор, пока приводной вал 5 не переместится в крайнее левое положение. В этот момент эксцентрик 12 полностью переместится в крайнее положение от первоначального и относительно оси приводного вала 5, изменив эксцентриситет до максимума. Следовательно, произойдет изменение длины хода ползуна 15 от 0 до максимума. Причем, чтобы соединение приводного вала 5 и эксцентрика 12 было надежным, зацепление осуществляется одновременно постоянным количеством шлицев 13 и 14, а в зависимости от величины эксцентриситета шлицевые участки взаимодействия меняются вдоль шлицевых поверхностей этих деталей. Для изменения длины хода ползуна 15 от максимума до 0 работа привода осуществляется в обратном порядке.

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при дозировании одного или более жидких продуктов в следующих отраслях: энергетической, газонефтедобывающей, химической, нефтяной, перерабатывающей.

Сущность изобретения: червячный вал находится в зацеплении с червячным колесом. Приводной вал установлен в червячном колесе. Узел регулирования связан с приводным валом. Эксцентрик с ползуном установлен на приводном валу и подвижно связан с ним. Приводной вал связан с эксцентриком посредством плоскопараллельных шлицев, образованных на валу и внутренней поверхности эксцентрика, обеспечивающих взаимодействие нескольких шлицев одновременно. 7 ил.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРИВОД НАСОСА, содержащий корпус, находящиеся в зацеплении червячный вал с червячным колесом, по меньшей мере один приводной вал, установленный в червячном колесе, узел регулирования, связанный с приводным валом, эксцентрик с ползуном, установленный на приводном валу и подвижно связанный с ним, отличающийся тем, что приводной вал и эксцентрик связаны между собой посредством нескольких прямых плоскопараллельных шлицев, выполненных на приводном валу и внутренней поверхности эксцентрика.