ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС-МУЛЬТИПЛИКАТОР Российский патент 2000 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим насосам-мультипликаторам с пневмоприводом, и может быть использовано в качестве мобильного источника гидропитания, в частности для гидроиспытания сосудов и аппаратов.

Известны пневмогидравлические мультипликаторы, содержащие гидроцилиндры высокого давления с плунжерами, жестко связанными с размещенным между ними поршнем привода возвратно-поступательного движения, камеры которого переключаются двухпозиционным распределителем, управляемым пневмопереключателями, взаимодействующими толкателями с торцами поршня привода (см. авт.св. СССР N 1184977, N 1546728, кл. F 15 B 3/00).

Указанные устройства не обеспечивают поддержания постоянной производительности при изменении давления нагнетания, а также требуют дополнительных уплотняющих устройств для толкателей пневмопереключателей, что снижает технологические возможности и усложняет конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневмогидравлический насос-мультипликатор (см. авт. св. СССР N 1370328, кл. F 15 B 3/00, 1986).

Насос-мультипликатор содержит приводной пневмоцилиндр двойного действия с поршнем, по торцам которого закреплены плунжеры, размещенные в соответствующих гидроцилиндрах, сообщенных с гидробаком и с линией нагнетания через обратные клапаны, реверсирующий пневмораспределитель с сервоуправлением, управляющие плоскости которого через вспомогательные распределители с подпружиненными рабочими органами, снабженными толкателями, соединены с источником давления и атмосферой, и пусковой распределитель, при этом одни входы вспомогательных распределителей непосредственно сообщены с источником давления, а другие - с входом пускового распределителя.

Данное устройство характеризуется сложностью схемы за счет дополнительных соединений вспомогательных распределителей с пусковым. Частота срабатывания пневмопривода не регулируется, что при малых давлениях в линии нагнетания может привести к появлению значительных динамических нагрузок. Кроме того, устройство недостаточно компактно за счет расположения гидроцилиндров вне корпуса пневмоцилиндра и требует дополнительных уплотнений для толкателей вспомогательных пневмораспределителей, что снижает его надежность и повышает металлоемкость.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и расширение технологических возможностей устройства, а именно обеспечение постоянной производительности насоса независимо от давления в магистрали нагнетания либо обеспечение требуемого закона изменения производительности.

Указанная цель достигается тем, что в линию подвода давления к реверсирующему пневморасределителю введен пневмодроссель с гидроуправлением, полость управления которого сообщена с линией нагнетания, плунжеры гидроцилиндров закреплены на корпусе насоса-мультипликатора, а гидроцилиндры выполнены в виде глухих расточек в штоках пневмоцилиндра, при этом толкатели вспомогательных распределителей взаимодействуют с этими штоками.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого насоса-мультипликатора.

Насос содержит приводной пневмоцилиндр 1 двойного действия с поршнем 2, по торцам которого размещены гидроцилиндры 3 с плунжерами 4, сообщенные каналами в них с линией 5 всасывания через обратные клапаны 6 и через обратные клапаны 7 с линией 8 нагнетания, механизм 9 реверсирования, сообщенный с гидроуправляемым пневмодросселем 10 и пусковым распределителем 11.

Механизм 9 реверсирования включает реверсирующий распределитель 12, сообщенный с полостями пневмоцилиндра 1. Управляющие полости 13 и 14 пневмораспределителя 12 через вспомогательные распределители 15 и 16 с подпружиненными рабочими органами, снабженными толкателями, сообщены с атмосферой, а через пусковой распределитель 11 с источником 17 давления. Управляющая полость 18 пневмораспределителя 10 сообщена с линией нагнетания 8 и потребителем 19.

Пневмогидравлический насос-мультипликатор работает следующим образом.

В исходном положении, показанном на чертеже, сжатый воздух при нажатии пускового распределителя 11 через управляемый пневмодроссель 10, реверсируемый распределитель 12 поступает в правую полость пневмоцилиндра 1, а также непосредственно от пускового распределителя 11 на входы вспомогательных распределителей 15 и 16, которые перекрыты. Управляющие полости 13, 14 распределителя 12 через вспомогательные распределители 15, 16 соединены с атмосферой. Поршень 2 перемещается влево, при этом рабочая жидкость из линии 5 всасывания через обратный клапан 6 поступает через правый неподвижный шток 4 в правый гидроцилиндр 3. Жидкость из левого гидроцилиндра 3 вытесняется через левый неподвижный шток 4, через обратный клапан 7 в линию нагнетания 8 к потребителю 19.

Движение влево происходит до взаимодействия левого штока пневмоцилиндра 1 с толкателем распределителя 15, который, переключившись, сообщает управляющую полость 13 распределителя 12 с источником давления 17. Распределитель 12 переключается и сообщает левую полость пневмоцилиндра 1 источником давления, а правую - с атмосферой. Поршень 2 движется вправо, при этом жидкость из линии 5 всасывания через левый обратный клапан 6 поступает в левый гидроцилиндр 3 через левый шток 4. Из правого гидроцилиндра 3 через правый шток 4 жидкость вытесняется в линию 8 нагнетания через правый обратный клапан 7 к потребителю 19.

Движение поршня 2 вправо происходит до взаимодействия его штока с правым толкателем вспомогательного распределителя 16, соединения управляющей полости 14 распределителя 12 с источником давления 17. Распределитель 12 переключается, после чего цикл работы повторяется. Давление жидкости в линии нагнетания 8 и, соответственно, в управляющей полости 18 пневмодросселя 10 возрастает, что приводит к увеличению пропускной способности и, соответственно, компенсации снижения скорости пневмоцилиндра 1, вызванного повышением давления нагнетания. При низком давлении в линии 8 нагнетания, а соответственно и в управляющей полости 18 пневмодросселя 10, его подпружиненный рабочий орган уменьшает расход воздуха к пневмоцилиндру 1, тем самым поддерживая постоянную частоту циклов срабатывания насоса и его производительность.

Работа насоса-мультипликатора осуществляется до отключения пускового распределителя 11.

Наличие в схеме пневмодросселя с гидроуправлением, полость управления которого соединена с линией нагнетания потребителя, поддерживает постоянной производительность насоса-мультипликатора независимо от давления нагнетания, что уменьшает динамические нагрузки на подвижные элементы устройства при малых давлениях в линии нагнетания. За счет профилирования запорного элемента пневмодросселя можно обеспечить не только поддержание постоянства частоты двойных ходов и производительности насоса, но и требуемый закон их изменения в зависимости от требований технологии. Этим обеспечивается расширение технологических возможностей заявляемого пневмогидравлического насоса. Размещение гидроцилиндров в штоках пневмоцилиндра, взаимодействующих с толкателями вспомогательных распределителей, закрепленных на корпусе мультипликатора, позволяет повысить компактность конструкции и ее надежность за счет исключения уплотнительных узлов толкателей.

Насос-мультипликатор предназначен для использования в качестве источника питания при гидроиспытании сосудов и аппаратов. В линию подвода давления в пневмоцилиндр введен пневмодроссель с гидроуправлением. Линия управления служит обратной связью по давлению в магистрали нагнетания. Плунжеры гидроцилиндров закреплены на корпусе пневмоцилиндра. Гидроцилиндры выполнены в расточках штоков пневмоцилиндра. Толкатели управляющих пневмораспределителей взаимодействуют со штоками пневмоцилиндра. Технический результат: обеспечивается постоянная производительность насоса мультипликатора при изменении давления нагнетания, снижаются динамические нагрузки на конструкцию. 1 ил.

Пневмогидравлический насос-мультипликатор, содержащий пневмоцилиндр двойного действия, по торцам которого размещены гидроцилиндры плунжерного типа, сообщенные с линиями всасывания и нагнетания через обратные клапаны, реверсирующий пневмораспределитель с сервоуправлением, управляющие полости которого через вспомогательные распределители с подпружиненными рабочими органами, снабженными толкателями, сообщены с источником давления и атмосферой, и пусковой распределитель, отличающийся тем, что плунжеры гидроцилиндров закреплены на корпусе насоса-мультипликатора, а гидроцилиндры выполнены в виде расточек в штоках пневмоцилиндра, при этом толкатели вспомогательных распределителей взаимодействуют со штоками пневмоцилиндра, а в линию подвода давления к реверсирующему пневмораспределителю введен пневмодроссель с гидроуправлением, полость управления которого сообщена с линией нагнетания.