НАСОС Российский патент 1996 года по МПК F04B15/00 F04B49/00 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям поршневых насосов.

Известен насос, содержащий жестко установленный в корпусе цилиндр с размещенным в нем с образованием рабочей полости поршнем, который кинематически подключен к приводу через связанный с ним и пропущенный через корпус шток, при этом рабочая полость сообщена с нагнетательной магистралью через нагнетательный клапан, обратная сторона которого служит седлом всасывающего клапана, выполненного в виде охватывающей поршень втулки, снабженной расположенной в рабочей полости горловиной, установленной подвижно относительно цилиндра и поршня, и имеющей привод ее возврата к седлу, а рабочая полость сообщена через кольцевой зазор между седлом и горловиной втулки с всасывающей магистралью, при этом привод возврата втулки к седлу выполнен в виде образованной между цилиндром и штоком полости управления, в зоне выхода штока из корпуса выполнено кольцевое отверстие, а в поршне, со стороны штока, ответный кольцевому отверстию бурт с возможностью перекрытия им отверстия при крайнем положении поршня, в цилиндре, по меньшей мере, одно перепускное отверстие с возможностью перекрытия его втулкой, а полость управления сообщена через перепускное и кольцевое отверстия с всасывающей магистралью.

Недостатком этого насоса является невозможность регулирования подачи из-за постоянства объема рабочей полости.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является обеспечение возможности регулирования подачи за счет изменения объема рабочей полости, что достигается путем удержания затвора всасывающего клапана в открытом положении в период выполнения насосом такта нагнетания
Поставленная цель достигается тем, что насос снабжен упругим элементом в виде пружины, установленной в полости управления с возможностью взаимодействия с поршнем и охватывающей его втулкой. Пружина может быть закреплена на поршне, а втулка снабжена упором для взаимодействия с пружиной. Пружина может быть закреплена во втулке с возможностью взаимодействия с поршнем. Для увеличения диапазона регулирования подачи пружина снабжена средствами регулирования ее рабочей длины.

На фиг. 1 показан общий вид насоса в продольном разрезе; на фиг. 2 то же, другой вариант исполнения.

Насос содержит неподвижно установленный в корпусе 1 цилиндр 2 с размещенным в нем с образованием рабочей полости 3 поршнем 4, который кинематически подключен к приводу /не показан/ через связанный с ним и пропущенный через цилиндр 2 шток 5. Рабочая полость 3 сообщена с нагнетательной магистралью 6 через нагнетательный клапан 7, обратная сторона которого служит седлом 8 всасывающего клапана, выполненного в виде охватывающей поршень 4 втулки 9, снабженной расположенной в рабочей полости 3 горловиной 10 и установленной подвижно относительно цилиндра 2 и поршня 4. Штоковая полость 11 является полостью управления для возврата втулки 9 к седлу 8. Рабочая полость 3 сообщена с всасывающей магистралью 12 через кольцевой зазор между седлом 8 и горловиной 10.

В зоне выхода штока 5 из цилиндра 2 выполнено кольцевое отверстие 13, а на поршне 4 ответный ему бурт 14 для перекрытия этого отверстия при крайнем положении поршня. В цилиндре 2 выполнено, по меньшей мере, одно перепускное боковое отверстие 15 с возможностью перекрытия его втулкой 9. Полость 11 управления сообщена через отверстия 13 и 15 с всасывающей магистралью 12.

Внутри втулки 9 со стороны полости управления 11 установлена пружина 16, предварительно поджатая между двумя пластинами 17 и 18, через которые пропущены стержни 19 с упорами 20, выполненными, например в виде регулируемых гаек. На торце втулки 9 установлен упор 21, имеющий возможность взаимодействия с упором 17 [фиг. 1]
Пружина 16 может быть установлена также на поршне 4 [фиг. 2] при этом она может быть цилиндрической [фиг. 1] или пластинчатой [фиг. 2] Последняя выполнена в виде нескольких, по меньшей мере, двух лепестков, плоское нижнее основание которых жестко закреплено на штоке 5. При установке пружины 6 на поршне регулировка ее выполняется, например посредством тяги 22, выполненной в виде, например винтовой тяги или гибкого тросика 23. Усилие пружины 16 должно быть больше суммы сил трения втулки 9 о поршень 4 и перепада давления между полостью 11 и магистралью 12, действующего на площадь торца втулки 9.

Насос работает следующим образом.

При ходе поршня в сторону полости 11 управления происходит снижение давления в полости 3 и закрытие нагнетательного клапана 7.

Жидкость из полости 11 через отверстия 13 и 15 перетекает в магистраль 12, повышая в ней давление. Втулка 9 под действием силы трения и перепада давления в магистрали 12 и полости 3, действующего на неуравновешенную площадь заплечиков втулки 9, перемещается вместе с поршнем 4.

Через зазор между горловиной 10 и седлом 8 в рабочую полость 3 перетекает жидкость из полости 11 и магистрали 12. При дальнейшем перемещении втулка 9 перекрывает перепускное отверстие 15, после чего давление в полости 11 начинает возрастать, а перемещение втулки 9 замедляется. При дальнейшем перемещении поршня он упирается в пластину 18 и начинает сжимать пружину 16. В конце хода всасывания бурт 14 перекрывает отверстие 13. Втулка 9 поджата пружиной 16 к цилиндру 2.

При обратном ходе поршня пружина 16 возвращается в исходное положение, а втулка 9 остается неподвижной до тех пор, пока поршень не освободится от взаимодействия с пружиной, после чего втулка 9 начинает перемещаться совместно с поршнем до взаимодействия торца горловины 10 с седлом 8. Давление в полости 3 возрастает, открывается клапан 7 и жидкость из полости 3 нагнетается в магистраль 6.

Таким образом, в зависимости от рабочей длины пружины 16 происходит задержка перемещения втулки в сторону полости 3 при обратном перемещении поршня 4, т.е. задержка закрытия всасывающего клапана и, как следствие, уменьшение объема рабочей камеры 3 и снижение объема рабочей жидкости. При условии, когда рабочее перемещение пружины равно ходу поршня, расход насоса равен нулю, т. е. он работает в холостом режиме. В случае же, когда пружина практически не задействована и втулка 9 перемещается вместе с поршнем 4, подача /расход/ жидкости максимальна. Регулируя рабочую длину пружины, можно получить любой объем подачи в диапазоне от нуля до максимума.

Изобретение позволяет обеспечить возможность регулирования подачи насоса путем удержания затвора всасывающего клапана в открытом положении в период выполнения насосом такта нагнетания. Упругий элемент в виде пружины установлен в полости управления с возможностью взаимодействия с поршнем и охватывающей его втулкой. Пружина может быть закреплена на поршне 4. Втулка снабжена упором для взаимодействия с пружиной. Пружина может быть закреплена в втулке с возможностью взаимодействия с поршнем. Пружина снабжена средствами регулирования ее рабочей длины для увеличения диапазона регулирования подачи. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1.Насос, содержащий жестко установленный в корпусе цилиндр с размещенным в нем с образованием рабочей полости поршнем, который кинематически подключен к приводу через связанный с ним и пропущенный через корпус шток, при этом рабочая полость сообщена с нагнетательной магистралью через нагнетательный клапан, обратная сторона которого служит седлом всасывающего клапана, выполненного в виде охватывающей поршень втулки, снабженной расположенной в рабочей полости горловиной, установленной подвижно относительно цилиндра и поршня и имеющей привод ее возврата к седлу, а рабочая полость соединена через кольцевой зазор между седлом и горловиной втулки с всасывающей магистралью, при этом привод возврата втулки к седлу выполнен в виде образованной между цилиндром и штоком полости управления, в зоне выхода штока из корпуса выполнено кольцевое отверстие, в поршне со стороны штока ответный кольцевому отверстию бурт с возможностью перекрытия им отверстия при крайнем положении поршня, в цилиндре по меньшей мере одно боковое перепускное отверстие с возможностью перекрытия его втулкой, а полость управления сообщена через перепускное и кольцевое отверстия со всасывающей магистралью, отличающийся тем, что насос снабжен упругим элементом в виде пружины, установленной в полости управления с возможностью взаимодействия с поршнем и охватывающей втулкой. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что пружина закреплена на поршне, втулка снабжена упором для взаимодействия с пружиной. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что пружина закреплена во втулке с возможностью взаимодействия с поршнем. 4. Насос по пп.1 3, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования подачи, пружина снабжена средствами регулирования ее рабочей длины.