ИСТОЧНИК ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к гидрооборудованию высокого давления и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Особое место оно займет в создании автогидроустановок для новых технологий.

Известны источники высокого давления жидкости. К ним относятся насосы высокого давления фирмы "Хаммельманн" (ФРГ) с выходным давлением воды до Р 200 МПа и Woма (ФРГ) с выходным давлением воды до Р 350 МПа.

Известен по а.с. 1591590 источник высокого давления жидкости (прототип). Им обеспечивается периодическая подача к высоконапорному резаку жидкости с давлением 350 МПа с полностью устраненной пульсацией давления. Он содержит насос, расширительный бак, мультипликатор, в корпусе которого установлен поршень с вкладышем высокого давления, с образованием приводной и рабочих полостей, напорный, подпорный с приводной полостью и обратный клапан, гидролиния насоса соединена через расширительный бак с подпорным клапаном и с приводной полостью напорного клапана (отсекающего клапана), входной канал которого сообщен с приводной полостью мультипликатора, а выходной с баком насоса, в корпусе расширительного бака установлены диск и полая ступица, на которых выполнены калиброванные отверстия с образованием входной и выходной полостей, выходная полость мультипликатора сообщена с потребителем.

Недостатком источников высокого давления жидкости указанных фирм является большая ее пульсация на их выходах. Недостатком источника высокого давления жидкости (прототипа) является неспособность создавать непрерывную подачу высокого давления жидкости к потребителю.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Цель достигается тем, что в нем применен насос среднего давления с тремя выходными рабочими каналами и он дополнительно снабжен насосом низкого давления, двумя клапанами давления и обратным клапаном, клапаном, понижающим давление, мультипликатором с расширительным баком, двумя отсекающими клапанами с приводными полостями, двумя распределителями с электромагнитным управлением, насос низкого давления соединен через обратные клапаны с рабочими полостями мультипликаторов, к одному выходному каналу насоса среднего давления подсоединен клапан, понижающий на его выходе давление, к каждому другому подсоединен расширительный бак с его мультипликатором, к выходному каналу клапана, понижающему давление на своем выходе, подсоединены распределители с электромагнитным управлением, каждый из которых сообщает приводную полость отсекающего клапана с баком насоса среднего давления, либо с его рабочим пониженным давлением, входной канал каждого отсекающего клапана с нормально открытыми каналами соединен с выходной полостью своего расширительного бака, а выходной с баком насоса среднего давления жидкости, входной канал каждого клапана давления соединен с рабочей полостью мультипликатора, а их выходные с потребителем, приводная часть каждого мультипликатора за поршнем снабжена подпружиненным штоком, входящим в контакт с поршнем перед конечным его рабочим ходом, другой конец каждого подпружиненного штока снабжен экраном бесконтактного датчика, каждый из которых прикреплен к корпусу своего мультипликатора, к приводной полости каждого из мультипликаторов подсоединен датчик давления жидкости.

На фиг. 1 изображен источник высокого давления жидкости, общий вид; на фиг. 2 изображен узел I на фиг.1; на фиг.3 узел II на фиг.1; на фиг.4 узел III на фиг.1.

Источник высокого давления жидкости содержит насос 1 масляный (среднего давления) с тремя выходными рабочими каналами, насос 2 (водяной) низкого давления, расширительные баки 3, 3', мультипликаторы 4, 4', в корпусах каждого из которых установлен соответственно поршень 5, 5' с вкладышем 6, 6' с образованием приводной 7, 7' и рабочей 8, 8' полостей, напорные (отсекающие) 9, 9' клапаны с нормально открытыми каналами, подпорные клапаны 10, 10', обратные 11, 11' клапаны, гидролинии 12, 12', гидролинию 13, клапаны 14, 14' давления, клапан 15, понижающий давление в гидролинии 13 до 32 МПа, отсекающие 16, 16' клапаны с нормально открытыми каналами, распределители 17, 17' с электромагнитным управлением, бак 18 масла, датчики 19, 19', 20 давления, подпружиненные штоки 21, 21', экраны 22, 22', датчики 23, 23' бесконтактные, бак 24 (воды, ракетного топлива и т.п.).

Кроме того, на фиг.1-4 обозначено: 25 подвод к потребителю; II подвод; 0 отвод.

Клапан 15 применяется в трехканальном насосе 1 (намеченный к серийному выпуску в 1990-1991 гг ХЗГ), создающем выходное давление в каждом канале 50 МПа. Он может быть выполнен оригинальным (нестандартным) в виде предохранительного клапана дросселя. В подобном насосе, создающем выходное давление в каналах 32 МПа, он не применяется.

Источник высокого давления жидкости работает следующим образом.

Включаются в работу насосы 1 и 2. Масло от насоса 1 через расширительные баки 3, 3' и нормально открытые каналы отсекающих клапанов 16, 16' сливается в бак 18. От насоса 2 жидкость (вода или ракетное топливо) через обратные клапаны 11, 11' с давлением, меньше создающего предохранительным клапаном насоса 2 и меньше настроенного давления клапанами давления 14, 14', поступает в рабочие полости 8, 8' мультипликаторов 4, 4'. Их вкладыши 6, 6' и поршни 5, 5' перемещаются в исходные положения. Масло из приводных полостей 7, 7' мультипликаторов 4, 4' через нормально открытые каналы напорных клапанов 9, 9' сливается в бак 18 масла. В исходном положении поршней 5, 5' и вкладышей 6, 6' давление в рабочих полостях 8, 8' мультипликаторов 4, 4' повышается. Срабатывает датчик 20 давления и включает электромагнит распределителя 17. Масло от насоса 1 с пониженным давлением клапаном 15 из гидролинии 13 через распределитель 17 поступает в приводную полость отсекающего клапана 16. Отсекающий клапан 16 срабатывает и перекрывает свой нормально открытый канал. Вследствие этого масло с давлением, создающим насосом 1, проходя через расширительный бак 3 со стабилизированным давлением, поступает в приводную полость напорного клапана 9. Напорный клапан срабатывает, и масло через подпорный клапан 10 поступает в приводную полость 7 мультипликатора 4. Перемещением поршня и вкладыша (вверх по чертежу) в рабочей полости 8 мультипликатора 4 создается высокое стабилизированное давление жидкости (воды или ракетного топлива). Жидкость с высоким полностью стабилизированным давлением через клапан 14 давления подается из общего выходного канала 25 к потребителю.

Перед окончанием поршнем 5 мультипликатора 4 рабочего хода он воздействует на подпружиненный шток 21. Подпружиненный шток 21 с помощью своего экрана 22 включает бесконтактный датчик 23. Датчик 23 включает электромагнит распределителя 17', и аналогичным образом подключается в работу мультипликатор 4'. При повышении давления в приводной полости 7' мультипликатора 4' до необходимой величины срабатывает датчик 19' давления мультипликатора 4'. Датчик 19' давления отключает электромагнит распределителя 17. Вкладыш 6 с поршнем 5 мультипликатора 4 перемещаются на основании описанного выше в исходные положения. Аналогичным образом перед окончанием поршнем 5' мультипликатора 4' рабочего хода он воздействует на подпружиненный шток 21', чем обеспечивается последовательная работа мультипликаторов в режиме насоса высокого давления с полностью стабилизированным давлением жидкости как на входе, так и на выходе мультипликаторов. Последнее обеспечивается расширительными баками.

На основе предлагаемого источника высокого давления жидкости могут быть созданы автогидроустановки для резки различных материалов струей высокого давления воды методом PASERTM, относящиеся в настоящее время к автогидроустановкам первого поколения. Обеспечивая полное устранение пульсации давления на своем выходе на основе предлагаемого источника высокого давления жидкости (при давлении на его выходе, равном Р 350 МПа), может быть создана автогидроустановка второго поколения. Она отличается от автогидроустановки первого поколения тем, что будет обеспечивать резку различных материалов струей высокого давления воды без введения в нее абразива, т.е. за счет создания в зоне резки материала местных микрогидравлических ударов. По указанной проблеме в настоящее время ведутся интенсивные работы фирмой "Хаммельманн" (ФРГ). Для достижения эффективности необходимо повысить давление насоса до оговоренного выше и полностью устранить пульсацию давления на его выходе. Применив в автогидроустановке второго поколения вместо воды ракетное топливо, получим автогидроустановку третьего поколения. Она будет обеспечивать резку различных материалов с более большими толщинами микрогидравлическими ударами с образованием в зоне резки местного мощного огненного факела.

Использование: в гидрооборудовании. Сущность изобретения: приводная полость каждого мультипликатора за поршнем снабжена подпружиненным штоком, установленным снаружи на его корпусе и входящим в контакт с поршнем в конце его рабочего хода. Другой конец каждого подпружиненного штока снабжен экраном бесконтактного датчика, каждый из которых прикреплен к корпусу своего мультипликатора. Каждые два из трех датчиков давления жидкости подключены к приводной полости, третий установлен между обратными клапанами и насосом низкого давления, соединенным через обратные клапаны с рабочими полостями мультипликаторов, которые через клапаны давления соединены с потребителем. К одному выходному каналу насоса среднего давления подсоединен клапан, понижающий давление, выход которого соединен с распределителями с электромагнитным управлением, которые управляют отсекающими клапанами с нормально открытыми каналами, соединенными с напорными клапанами каждого мультипликатора и выходными каналами расширительных баков. Каждый бак входным каналом соединен с соответствующим выходным каналом насоса среднего давления. Отсекающие клапаны сообщены с баком насоса среднего значения. 4 ил.

ИСТОЧНИК ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащий источник питания, расширительный бак, мультипликатор, в корпусе которого установлен поршень с вкладышем с образованием приводной и рабочей полостей, напорный, подпорный и обратный клапаны, гидролиния нагнетания источника питания сообщена через расширительный бак и подпорный клапан с приводной полостью мультипликатора, отличающийся тем, что с целью обеспечения непрерывной подачи высокого давления жидкости с полностью устраненной пульсацией давления на его выходе, он снабжен насосом среднего давления с тремя выходными рабочими каналами и баком для слива, насосом низкого давления с баком для слива, двумя клапанами давления, двумя отсекающими клапанами с нормально открытыми каналами, двумя распределителями с электромагнитным управлением, клапаном, понижающим давление, и дополнительными мультипликатором с поршнем и вкладышем в его корпусе, напорным, подпорным и обратным клапанами, расширительным баком, причем приводная полость каждого мультипликатора за поршнем снабжена подпружиненным штоком, установленным снаружи на его корпусе и входящим в контакт с поршнем в конце его рабочего хода, другой конец каждого подпружиненного штока снабжен экраном бесконтактного датчика, каждый из которых прикреплен к корпусу своего мультипликатора, тремя датчиками давления жидкости, два из которых подключены к приводной полости каждого мультипликатора, а третий установлен между обратными клапанами и насосом низкого давления, который соединен через обратные клапаны с рабочими полостями мультипликатов, которые через клапаны давления соединены с потребителем, к одному выходному каналу насоса среднего давления подсоединен клапан, понижающий давление, выход которого соединен с распределителями с электромагнитным управлением, которые управляют отсекающими клапанами с нормально открытыми каналами, а они соединены с напорными клапанами каждого мультипликатора и выходными каналами расширительных баков, каждый из которых входным каналом соединен с соответствующим выходным каналом насоса среднего давления, и, кроме того, отсекающие клапаны сообщены с баком насоса среднего давления.