ПНЕВМОПРИВОДНОЙ НАГНЕТАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F04B9/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях пневмоприводных насосов для перекачивания различных жидких сред, в том числе консистентных.

Известен пневмоприводной нагнетатель, содержащий расположенный в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия для сжатого и отработанного газа соответственно, приводной цилиндр, два аксиально соединенных друг с другом поршня различного диаметра, установленных в приводном цилиндре 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 нагнетания плунжером перекачиваемой среды, Причем насосный цилиндр, поршневые и межпоршневые камеры разнесены вдоль оси поршней и плунжера.

В процессе работы известного нагнетателя при повышенном сопротивлении на выходе перекачиваемой среды возможно зависание толкателя распределителя, что снижает надежность работы устройства.

Кроме того, для перекачивания известным нагнетателем жидких сред из емкостей требуется выполнение насосной части большой длины, что повышает материалоемкость устройства.

Технической задачей, поставленной в изобретении, является повышение надежности работы нагнетателя при повышенном сопротивлении нагнетанию перекачиваемой среды, а также уменьшение материалоемкости конструкции.

Эта задача в описываемом нагнетателе достигается тем, что он снабжен заборной емкостью, соединенной с корпусом, а плунжер установлен со стороны поршня большего диаметра.

Кроме того, с целью уменьшения материалоемкости в предлагаемом устройстве заборная емкость и насосный цилиндр расположены над приводным цилиндром.

В предлагаемом устройстве обеспечивается надежное переключение пневмораспределителя с такта нагнетания на такт всасывания, так как за счет перепада давления между межпоршневой и большой поршневой камерами, возникающего в конце такте нагнетания, толкатель пневмораспределителя не прижимается к стенке межпоршневой камеры, а перемещается относительно большого поршня в направлении от межпоршневой камеры к большой поршневой, разобщая эти камеры и тем самым переключая работу устройства на такт всасывания.

На чертеже представлена схема предлагаемого нагнетателя.

Нагнетатель содержит заборную емкость 1 для перекачиваемой среды, соединенную с корпусом 2, в котором размещены приводной и насосный цилиндры.

Два аксиально соединенных друг с другом поршня 3, 4 меньшего и большего диаметров соответственно установлены в приводном цилиндре с образованием малой 5 и большой 6 поршневых камер, а также приводной межпоршневой камеры 7. Камеры 5-7 разнесены вдоль оси поршней 3, 4.

В поршне 4 выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна оси поршней 3, 4 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 6, а затвор 10 в камере 7. Внутри толкателя 8 и затвора 9 выполнен общий осевой канал 11, сообщенный с камерой 6. В конце толкателя 8, смежном с затвором 10, выполнен радиальный канал 12, сообщенный с каналом 11. Торцевые стороны затворов 9, 10, обращенные к стенкам соответствующих камер 6, 7, выполнены по крайней мере с одним выступом (например, рифлеными).

В стенке межпоршневой камеры 7 выполнено входное отверстие для сжатого газа, а в стенке малой поршневой камеры 5 выходное отверстие 14 для отработанного газа. В зоне отверстий 14 к корпусу 2 с зазором прикреплен колпачок 15 для снижения шума выпускаемого отработанного воздуха.

В поршне 4 выполнен сбросной канал 16 для отвода отработанного газа из камеры 6 к отверстиям 14 через полость 17, постоянно сообщенную с камерой 5. Вход 18 канала 16 расположен на торцовой рабочей поверхности поршня 4 с возможностью перекрытия входа 18 затвором 9.

Насосный цилиндр образует насосную камеру 19, в которой аксиально с поршнями 3, 4 расположен плунжер 20, установленный со стороны поршня 4 большего диаметра. Корпус 2 выполнен с камерой 21 предварительного нагнетания и размещенными под ней радиальными окнами 22. Наружный диаметр плунжера 20 сопряжен с внутренним диаметром камеры 21 по типу поршень-цилиндр. Плунжер 20 выполнен с осевой полостью 23, постоянно сообщенной с камерой 19. На входе в полость 23 установлен входной клапан 24 для перекачиваемой среды, а на выходе из камеры 19 соответственно выходной клапан 25.

Корпус 2 нагнетателя присоединен к днищу емкости 1 таким образом, что емкость 1 и насосный цилиндр нагнетателя расположены над приводным цилиндром. В межпоршневой камере 7 установлен упор 28 для затвора 10.

В предлагаемом нагнетателе такт нагнетания совершается при ходе плунжера 20 с поршнями 3, 4 в направлении от емкости 1 и в данном направлении первым вдоль оси поршней 3, 4 расположен поршень 3 малого диаметра.

Нагнетатель работает следующим образом.

В межпоршневую камеру 7 через отверстие 13 постоянно подводят сжатый воздух от компрессора (не показан). Емкость 1 заполнена предназначенной для перекачивания жидкостью.

При нахождении поршней 3, 4 в крайнем нижнем положении затвор 10 прижат к нижней поверхности поршня 4, камеры 6, 7 изолированы друг от друга, канал 16 открыт и камера 6 сообщена с атмосферой через канал 16, полость 17 и отверстия 14. Под давлением поступающего в камеру 7 сжатого воздуха поршни 3, 4 с плунжером 20 перемещаются вверх.

При перемещении плунжера 20 вверх объем насосной камеры 19 увеличивается с созданием в ней разрежения и клапан 25 закрыт. Плунжер 20 входит в заполненную жидкостью камеру 21, создавая в ней давление, клапан 24 открывается и жидкость из камеры 21 всасывается в камеру 19 через полость 23 плунжера 20.

При приближении поршней к крайнему врезному положению затвор 9 упирается в верхнюю стенку камеры 6, а поршень 4, продолжая свое движение, прижимается к нижней поверхности затвора 9, канал 16 перекрывается, камера 6 изолируется от атмосферы и собирается с камерой 7 через канал 11 и отверстие 12 толкателя 8. В результате сжатый воздух начинает оказывать давление на поршень 4 как сверху, так и снизу. Так как давление воздуха сверху распределяется по большей поверхности поршня 4, чем давление воздуха снизу, то результирующая сила давления действует на поршень 4 сверху вниз, перемещая его с плунжером 20 вниз.

При движении плунжера 20 вниз объем камеры 19 уменьшается с созданием в ней давления, клапан 24 закрывается и жидкость под давлением поступает к потребителю через клапан 25.

При приближении поршней 3, 4 к крайнему нижнему положению затвор 10 упирается в упор 26, а поршень 4, продолжая свое движение, прижимается к верхней поверхности затвора 10, отверстие 12 перекрывается, камера 6 изолируется от камеры 7 и сообщается с атмосферой через открывающийся канал 16. Далее цикл работы нагнетателя повторяется.

При повышенном сопротивлении на выходе перекачиваемой жидкости из нагнетателя скорость перемешивания поршня 4 на такте нагнетания (движение вниз) уменьшается и в конце данного такта он может не дойти до верхней стороны затвора 10, так как имея малую инерцию, сразу останавливается в результате падения давления в камере 6 после открытия канала 16 за счет остановки толкателя 8 при соприкосновении затвора 10 с упором 26. Однако в предлагаемой конструкции толкатель 8 после своей остановки начинает перемещаться вверх за счет перепада давления между камерами 7, 6 и после прижатия верхней стороны затвора 10 к поршню 4 происходит переключение работы нагнетателя на такт всасывания.

Сущность изобретения: приводная часть нагнетателя имеет два аксиально соединенных друг с другом поршня меньшего и большего диаметра. Они установлены с образованием в корпусе разнесенных вдоль оси поршней малой и большой поршневых камер и приводной межпоршневой камеры. В стенке межпоршневой камеры выполнено входное отверстие для сжатого газа. Пневмораспределитель выполнен в виде расположенного в поршне толкателя с двумя затворами. В поршне выполнен сбросной канал для отвода отработанного газа из камеры к выходным отверстиям, выполненным в стенке камеры. Насосная часть имеет насосную камеру, установленный в ней плунжер, связанный с поршнями. Нагнетатель снабжен заборной емкостью, соединенной с корпусом. Плунжер установлен со стороны поршня большого диаметра. Заборная емкость и насосный цилиндр расположены над приводным цилиндром. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ПНЕВМОПРИВОДНОЙ НАГНЕТАТЕЛЬ, содержащий расположенный в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия для сжатого и отработанного газа соответственно, приводной цилиндр, два аксиально соединенных друг с другом поршня различного диаметра, установленных в приводном цилиндре 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 нагнетания плунжером перекачиваемой среды, причем насосный цилиндр, поршневые и межпоршневая камеры разнесены вдоль оси поршней и плунжера, отличающийся тем, что нагнетатель снабжен заборной емкостью, соединенной с корпусом, а плунжер установлен со стороны поршня большего диаметра. 2. Нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что заборная емкость и насосный цилиндр расположены над приводным цилиндром.