ПНЕВМОНАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04B9/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях насосов с пневмоприводом, в частности насосов для перекачки различных жидкостей, в том числе консистентных.

Известен пневмонасос, содержащий расположенный в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия для сжатого и отработанного газа, приводной цилиндр, содержащий два аксиально расположенных поршня различного диаметра, установленных с образованием малой и большой поршневых камер и межпоршневой камеры, пневмораспределитель с толкателем и затворами, насосный цилиндр с установленным в нем плунжером, связанным с поршнями, и клапаны для обеспечения двухстороннего нагнетания перекачиваемой среды [1].

При большой величине сопротивления на выходе насоса уменьшение давления сжатого газа от номинальной величины резко снижает надежность работы насоса известной конструкции. В этом случае зачастую фиксировалось зависание толкателя пневмораспределителя (последний не переключался).

Целью изобретения является создание конструкции пневмонасоса, обеспечивающей надежную работу в широком диапазоне давления сжатого газа.

Цель изобретения - повышение надежности работы насоса.

Цель достигается тем, что толкатель пневмораспределителя в обоих поршнях, один из его затворов установлен в большой поршневой камере, а другой - в малой, при этом сбросный канал выполнен в поршне большого диаметра, входное отверстие - в стенке малой поршневой камеры, а выходное отверстие - в стенке межпоршневой камеры.

Размещение толкателя пневмораспределителя в обоих поршнях с размещением второго затвора в малой поршневой камере приводит к увеличению длины толкателя, что при неизменяемых допусках на размеры последнего и посадочного отверстия для толкателя снижает возможность перекоса толкателя в отверстии.

Кроме того, поскольку при этом толкатель приближен к продольной оси поршней, то уменьшается величина крутящего момента, который возникает в плоскости, проходящей через оси поршней и толкателя, при контакте затворов со стенками малой и большой поршневых камер, и вероятность заклинивания поршней из-за их перекоса снижается. В результате надежность работы предлагаемого насоса повышается, особенно при повышенном сопротивлении на выходе насоса и уменьшении давления сжатого газа от номинальной (расчетной) величины.

Выполнение входного и выходного отверстий в стенках малой поршневой и межпоршневой камер соответственно является необходимым следствием размещения толкателя в обоих поршнях для обеспечения работы насоса с достижением цели изобретения.

На чертеже изображена схема предлагаемого насоса.

Пневмонасос содержит приводную и насосную части, выполненные в корпусе 1. Приводная часть имеет два аксиальных соединенных друг с другом поршня 2,3 меньшего и большего диаметров соответственно. Поршни 2,3 установлены в корпусе 1 с образованием малой 4 и большой 5 поршневых камер, а также межпоршневой камеры 6. На поверхностях сопряжения поршней 2,3 со стенками камер 4,5 соответственно выполнены уплотнения 7. В поршнях 2,3 выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна оси поршней и в котором с возможностью скольжения установлен цилиндрический толкатель 8 пневмораспределителя. На концах толкателя 8 закреплены эластичные затворы 9, 10. Затвор 9 установлен в камере 4, а затвор 10 - в камере 5.

Внутри толкателя 8 и затвора 10 выполнен общий осевой канал 11, сообщенный с камерой 5. В конце толкателя 8, смежном с затвором 9, выполнен радиальный канал 12, сообщенный с каналом 11.

В верхней стенке малой поршневой камеры 4 выполнено входное отверстие 13 для сжатого газа, а в стенке межпоршневой камеры 6 - выходное отверстие 14 для отработанного газа. В поршне 3 выполнен сбросной канал 15 для отвода отработанного газа из камеры 5 к выходному отверстию 14.

Вход 16 канала 15 расположен на торцовой рабочей поверхности поршня 3 с возможностью перекрытия канала 15 затвором 10. Насосная часть содержит связанный с поршнями 2,3 при помощи штока 17 плунжер 18, во входном отверстии 19 которого установлен клапан 20. Плунжер 18 размещен в удлиненной части 21 корпуса 1, образующей заборную камеру 22 с заборным каналом 23, установленным в отверстии 24. С камерой 22 через клапан 20 сообщен выходной нагнетательный канал 25 пневмонасоса. Рабочий объем камеры 22, определяемый ходом плунжера 18, больше рабочего объема пространства над клапаном 20.

Пневмонасос работает следующим образом.

В камеру 4 через отверстие 13 постоянно подводят сжатый воздух от компрессора (не показан), а удлиненную часть 21 корпуса 1 насоса погружают в перекачиваемую жидкость.

При нахождении поршней 2,3 в крайнем нижнем положении затвор 10 прижат к нижней поверхности поршня 3, канал 15 перекрыт, радиальный канал 12 поднят над верхней поверхностью поршня 2, в результате чего сжатый воздух оказывает на поршни 2,3 давление как сверху, так и снизу. Так как давление воздуха снизу распределяется по рабочей поверхности поршня 3 большей площади, то результирующая сила действия действует на поршни 2,3 снизу вверх, перемещая их с плунжером 18 вверх. Воздух из камеры 6 удаляется через отверстие 14. При этом клапан 20 закрыт, клапан 23 открывается и под действием разрежения перекачиваемая жидкость засасывается в заборную камеру 22, а ранее находившаяся над клапаном 20 жидкость подается по каналу 25 к выходу из насоса.

При приближении поршней 2,3 к крайнему верхнему положению затвор 9 упирается в верхнюю стенку камеры 4, в результате толкатель 8 перемещается относительно поршней 2,3 вниз, затвор 10 открывает вход 16 канала 15, а камеры 4,5 изолируются друг от друга, так как затвор 9 прижимается к рабочей поверхности поршня 2. Под действием сжатого воздуха на эту поверхность поршни 2,3 с плунжером 18 перемещаются вниз, а воздух из камеры 5 по каналу 15 поступает в камеру 6 и удаляется через отверстие 14. При этом клапан 23 закрыт, а клапан 20 открыт и перекачиваемая жидкость из камеры 22 перетекает в пространство над клапаном 20.

Поскольку рабочий объем камеры 22 больше рабочего объема пространства над клапаном 20, то жидкость, перетекая из камеры 22, выдавливается далее по каналу 25 к выходу из насоса.

При приближении поршней 2,3 к крайнему нижнему положению затвор 10 упирается в нижнюю стенку камеры 5, в результате толкатель 8 перемещается относительно поршней 2,3 вверх, затвор 10 прижимается к рабочей поверхности поршня 3, перекрывая вход 16 канала 15, а радиальный канал 12, поднимаясь над рабочей поверхностью поршня 2, сообщает через канал 11 камеру 4 с камерой 5. Далее цикл работы насоса повторяется.

Сущность изобретения: в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия для сжатого и отработанного газа, расположен приводной цилиндр. Цилиндр содержит два аксиально расположенных поршня различного диаметра, установленных с образованием малой и большой поршневых камер и межпоршневой камеры. В насосном цилиндре установлен плунжер, связанный с поршнями. Толкатель установлен в обоих поршнях, один из его затворов установлен в большой поршневой камере, другой - в малой. Сбросной канал выполнен в поршне болшего диаметра, входное отверстие - в стенке малой поршневой камеры, выходное отверстие - в стенке межпоршневой камеры. 1 ил.

ПНЕВМОНАСОС, содержащий расположенный в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия для сжатого и отработанного газа, приводной цилиндр, содержащий два аксиально расположенных поршня различного диаметра, установленных с образованием малой и большой поршневых камер и межпоршневой камеры, пневмораспределитель с толкателем и затворами, насосный цилиндр с установленным в нем плунжером, связанным с поршнями, и клапаны для обеспечения двустороннего нагнетания перекачиваемой среды, отличающийся тем, что толкатель пневмораспределителя установлен в обоих поршнях, один из его затворов установлен в большой поршневой камере , а другой - в малой, при этом сбросной канал выполнен в поршне большего диаметра, входное отверстие - в стенке малой поршневой камеры, а выходное отверстие - в стенке межпоршневой камеры.