ДВУХЦИЛИНДРОВЫЙ ШЛАМОВЫЙ НАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04B15/02 

Изобретение относится к шламовым насосам, в частности к двухцилиндровым насосам с поршневым аккумулятором.

Такие насосы рассчитаны на густые угольные шламы для загрузки топочных камер ископаемым топливом, осветленные шламы, строительные растворы и штукатурные массы или подобные шламы, строительные растворы и штукатурные массы или подобные жидкости, однако в первую очередь на смеси, которые в спокойном состоянии транспортировки имеют склонность к затвердеванию и прилипанию на стенки каналов, по которым происходит подача, что временами препятствует поддержанию потока. К ним относятся прежде всего гидравлически схватывающиеся среды и шламы со свойствами, подобными пуццолану. Именно такие вещества, как правило, требуют высокой степени равномеpности транспортировки, поскольку колебания давления и объема в устройствах, к которым подключены насосы, например в горелках топочных камер, вызывают перебои работы или ведут к высоким динамическим нагрузкам, особенно в случае большой высоты подачи.

Известен шламовый насос, работающий с поршневым аккумулятором. Сторона поршня аккумулятора, обращенная от нагнетаемой среды, опирается на подушку из газа под высоким давлением. Во время хода нагнетания подающего цилиндра цилиндр аккумулятора заполняется нагнетаемой средой из питающего трубопровода, а поршень аккумулятора сжимает газовую подушку. Как только в фазе переключения давление в питающем трубопроводе падает, газовая подушка толкает поршень в обратном направлении и выдавливает нагнетаемую среду из аккумулирующего цилиндра в подающий трубопровод. Фактически в таком поршневом аккумуляторе степень равномерности транспортировки шлама может быть улучшена.

Недостаток насоса состоит в том, что не обеспечивается полное опорожнение накопительного цилиндра, что приводит к сравнительно быстрому налипанию и преждевременной блокировке аккумулятора транспортируемой средой. Вследствие этого не только ухудшается равномерность подачи, но и создаются перерывы в подаче, которые довольно сложно устранить.

Цель изобретения состоит в повышении равномерности подачи двухцилиндрового шламового насоса с обеспечением его работоспособности даже при подаче среды, склонной к быстрому затвердеванию или прилипанию к частям нагнетательного трубопровода.

На фиг.1 приведена схема состояния опорожнения поршневого аккумулятора в подающий трубопровод в фазе переключения нагнетательных цилиндров; на фиг.2 схема состояния заполнения поршневого аккумулятора из подающего трубопровода в фазе нагнетания цилиндров; на фиг.3 функциональная схема управляющего клапана.

Позицией 1 обозначена линия, ведущая к гидравлическому генератору давления напорных цилиндров шламового насоса с гидропроводом. По линии 2 поступают коммутационные сигналы, задающие конечные положения поршней в нагнетательных цилиндрах или в гидравлических приводных цилиндрах шламового насоса. Нагнетательные цилиндры не показанного на схеме шламового насоса попеременно подключаются к подающему трубопроводу 3, причем один из этих цилиндров всасывает шлам из камеры предварительного заполнения насоса, а другой цилиндр нагнетает всосанный объем в подающий трубопровод 3. Непосредственно к выходу нагнетательных цилиндров, например, на верхней стороне шланга, объединяющего подачу из этих цилиндров, подключен аккумулирующий цилиндр 4 с помощью фланца 5. Противоположный конец аккумулирующего цилиндра 4 присоединен к гидроцилиндру 7, поршень 8 которого перемещает поршень 10 аккумулятора, закрепленный на его шток 9 и перекрывающий цилиндр 4 относительно фланца 6.

Два седловых клапана 12 и 14 управляют приводным гидроцилиндром 7 гидроаккумулятора, будучи объединенными в блок, обозначенный штрихпунктиром. Клапаны 12 и 14 управляются включенным перед ними 4/2 ходовым клапаном 15. Полость 11 приводного гидроцилиндра, перекрываемая площадью поршня, непосредственно подключена к гидроаккумулятору 17 линией 16 в обход 4/2 ходового клапана 15. Из линии 16 4/2 ходовой клапан нагружается через ответвление 18. С линией 16 соединена перед ходовым клапаном 15 линия 19, ведущая от гидроаккумулятора 17. Перед линией 19 располагается ответвление 20 к линии, ведущей от генератора давления. 4/2 ходовой клапан коммутируется подаваемыми через линию 22 управляющими сигналами от нагнетательных цилиндров. Это переключение осуществляется через дроссель 23 в бак.

В фазе коммутации (см.фиг.1) 4/2 ходовой клапан 15 переключается линией 22 так, что рабочая жидкость поступает по линии 18 на седловой клапан 12, запирая подачу масла через линию 26 к кольцевой камере 11 гидроцилиндра 7, перекрытой кольцевой поверхностью приводного поршня 8. Одновременно седловой клапан 14 производит сбрасывание давления по линиям 30 и31, благодаря чему откроется путь между линиями 27 и 29 в бак 28. В связи с этим гидравлическая жидкость под высоким давлением попадает в обход 4/2 ходового клапана из гидроаккумулятора 17 к приводной стороне приводного поршня 8 аккумулятора, и приводимый от него поршень 10 аккумулятора выдавливает содержащийся в аккумулирующем цилиндре 4 объем перекачиваемой среды в подающий трубопровод 3.

Посредством переключающего золотника 32 в гидроцилиндре 7, управляемом поршнем 8, регулируется конечное положение поршня 8 в цилиндре 7. Точка переключения выбрана так, чтобы весь объем аккумулирующего цилиндра 4 вытеснялся в подающий трубопровод 3. На стороне кольцевой полости поршня цилиндра 7 давление сбрасывается по линии 27. Благодаря этому можно перевести содержимое аккумулятора в подающий трубопровод 3, преодолевая давление в этом трубопроводе.

Как только поршень 8 полностью опорожняет аккумулирующий цилиндр 4, созданный при этом переключающий импульс клапана 32 через линию 24 переключает 4/2 ходовой клапан. В следующей фазе нагнетания (см.фиг.2), в которой седловой клапан 14 через линию 18 заперт давлением аккумулятора, а седловой клапан 12 открыт благодаря разгрузке в бак через линии 30 и 31, давление гидропривода устанавливается на обеих сторонах приводного поршня 8 аккумулятора. Создавшееся в кольцевой камере 11 давление гидравлической рабочей среды воздействует на приводной поршень 8 аккумулятора в цилиндре 7 в том же направлении, как и давление линии нагнетания на поршень 10 аккумулятора в цилиндре 4 аккумулятора. Благодаря этому приводной поршень 8 аккумулятора перемещается в противоположном направлении и вытесняет гидравлическую среду по линии 16 в обход 4/2 ходового клапана 15 в гидроаккумулятор 17, нагружаемый генератором гидравлического давления. Благодаря этому цилиндр 4 аккумулятора может заполняться средой из нагнетательной линии для выравнивания в следующей фазе переключения. С помощью дросселя 25 скорость заполнения кольцевой камеры 11' поршня, а значит заполнение аккумулирующего цилиндра регулируется, и тем самым время обратного хода поршня 10 аккумулятора устанавливается так, чтобы оно соответствовало длительности хода подачи шламового насоса в целях предотвращения нестабильных изменений расхода вследствие заполнения аккумулятора. Время обратного хода поршня 8 для заполнения аккумулятора 4 может устанавливаться путем перестановки вручную дросселя 25.

Однако такую перестановку можно выполнять и автоматически с целью согласования изменяющегося времени рабочего хода шламового или насоса с временем обратного хода поршня аккумулятора. Это целесообразно осуществлять таким образом, что импульс регулирования расхода гидравлического компрессора, а значит и скорости хода нагнетательного насоса, т.е. времени рабочего хода, действуют аналогично на установку дросселя 25.

Вместо переключения гидравлического давления 4/2 ходового клапана можно предпринять электрическое переключение с помощью концевого переключателя.

Сущность изобретения: поршневой накопитель выполнен в виде аккумулирующего цилиндра (АЦ), соединенного рабочей полостью с подающим трубопроводом на выходе нагнетательных цилиндров. Гидропривод управления АЦ содержит гидроцилиндр (ГЦ), расположенный соосно АЦ и соединенный корпусом с корпусом АЦ. Поршень ГЦ соединен с поршнем АЦ общим штоком и установлен в корпусе ГЦ с возможностью соответствия его крайних рабочих положений крайним рабочим положениям АЦ. Две линии распределителя, управляемого от сигнала датчика переключения нагнетательных цилиндров, подключены соответственно к напорной и сливной магистралям. Управляемый распределитель выполнен двухпозиционным четырехлинейным. Полости управления седловых клапанов подключены соответственно к третьей и четвертой линиям распределителя. Поршневая полость ГЦ непосредственно сообщена через гидролинию с напорной магистралью и подключена к входу одного клапана, выход которого сообщен гидролинией с входом второго клапана, выход которого сообщен со сливом. Полость управления переключающего клапана подключена к гидролинии, сообщающей штоковую полость ГЦ с входом второго клапана. Выход переключающего клапана подключен к одной из полостей управления распределителя, другая полость управления которого связана с датчиком. Вход переключающего клапана подключен к полости ГЦ с возможностью переключения распределителя в крайнем нижнем рабочем положении поршня ГЦ. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ДВУХЦИЛИНДРОВЫЙ ШЛАМОВЫЙ НАСОС, содержащий поршневой накопитель, выполненный в виде аккумулирующего цилиндра, соединенного своей рабочей полостью с подающим трубопроводом на выходе нагнетательных цилиндров, гидропровод управления аккумулирующим цилиндром, включающий в себя гидроцилиндр, расположенный соосно с аккумулирующим цилиндром и соединенный своим корпусом с корпусом последнего, причем поршень гидроцилиндра соединен с поршнем аккумулирующего цилиндра общим штоком и установлен в корпусе гидроцилиндра с возможностью соответствия его крайних рабочих положений крайним рабочим положениям поршня аккумулирующего цилиндра, и распределитель, управляемый от сигнала датчика переключения нагнетательных цилиндров, две линии которого подключены соответственно к напорной и сливной магистралям, отличающийся тем, что гидропривод управления снабжен двумя управляемыми седловыми клапанами, управляемым переключающим клапаном и гидролиниями, а управляемый распределитель выполнен двухпозиционным четырехлинейным и полости управления седловых клапанов подключены соответственно к третьей и четвертой линиям распределителя, причем поршневая полость гидроцилиндра непосредственно сообщена через одну из гидролиний с напорной магистралью и подключена к входу одного из седловых клапанов, выход которого сообщен с штоковой полостью гидроцилиндра, которая сообщена другой гидролинией с входом второго седлового клапана, выход которого сообщен со сливом, при этом полость управления переключающегося клапана подключена к гидролинии, сообщающей штоковую полость гидроцилиндра с входом второго седлового клапана, выход переключающего клапана подключен к одной из полостей управления распределителя, другая полость управления которого связана с датчиком переключения нагнетательных цилиндров, а вход переключающего клапана подключен к полости гидроцилиндра с возможностью переключения управляемого распределителя в крайнем нижнем рабочем положении поршня гидроцилиндра. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что гидропровод управления аккумулирующим цилиндром снабжен гидроаккумулятором, подключенным к напорной магистрали перед распределителем. 3. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гидропровод управления аккумулирующим цилиндром снабжен регулируемым дросселем, который установлен в гидролинии, сообщающей полость гидроцилиндра с входом первого седлового клапана. 4. Насос по п.3, отличающийся тем, что регулируемый дроссель выполнен с автоматическим управлением в зависимости от рабочей скорости нагнетательных поршней.