ПНЕВМОПРИВОДНОЙ НАСОС Российский патент 2001 года по МПК F04B9/12 

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к конструкциям пневмоприводных насосов с конечным пневмоклапаном.

Известен пневмоприводной насос, содержащий установленные в корпусе пневмо- и гидроцилиндр с поршнями и общим штоком, распределительный золотник, привод которого выполнен в виде одноплечевых рычагов, взаимодействующих с поршнем в крайних его положениях (см. а.с. СССР N 1276850, МКИ F 04 B 9/2, F 04 B 3/00, F 04 B 3/00, 1985 г.).

Недостатком известного насоса является недостаточная производительность вследствие жесткой связи привода золотника с поршнем, т.е. поршню после взаимодействия с рычагом необходимо перемещение на достаточно большой отрезок хода, превышающий размер окон золотника. Ход рычага, а значит продолжительность переключения и реверса поршня устанавливается заранее, в независимости от давления в пневмосети. Это может привести к кратковременной остановке поршня в крайних положениях при низком давлении воздуха (снижается быстроходность) или уменьшению рабочего хода поршня при высоком давлении воздуха, что снижает производительность из-за уменьшения рабочего объема цилиндра.

Известен также пневмоприводной насос, содержащий установленные в корпусе пневмо- и гидроцилиндры с поршнем и плунжером, связанные между собой, распределительный золотник, привод которого выполнен пневматическим с управлением через пневмоклапаны, установленные на торцах пневмоцилиндра с возможностью взаимодействия с поршнем в крайних его положениях (см., например, описание к а.с. СССР N 1298417, МКИ F 04 B 19/12, 1985 г.), который принят за прототип.

В известном устройстве продолжительность переключения конечного клапана не регулируется в зависимости от давления воздуха в магистрали, что снижает производительность насоса.

Целью предлагаемого технического решения является повышение производительности насоса путем увеличения полноты использования объема рабочей полости.

Указанная цель достигается тем, что в пневмоприводном насосе, содержащем пневмоцилиндр с рабочими полостями и поршнем, золотниковый распределитель и конечные пневмоклапаны, каждый из которых выполнен с подпружиненным золотником с упором, взаимодействующим с поршнем, каждый пневмоклапан снабжен дополнительным пневмоцилиндром, поршень которого связан с упором золотника пневмоклапана, а сам пневмоцилиндр с золотником, при этом штоковая полость дополнительного выполнена замкнутой и постоянно сообщается с пневмомагистралью, а поршневая полость с атмосферой, причем поршень в дополнительном пневмоцилиндре снабжен пружиной, выполненной с усилием большим, чем усилие пружины золотника.

Снабжение каждого пневмоклапана дополнительным пневмоцилиндром, поршень в котором подпружинен и связан с упором золотника, дает возможность увеличить рабочий ход поршня при высоком давлении воздуха, т.к. увеличивается рабочий объем цилиндра, что повысит производительность насоса.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с существующим уровнем техники не выявил из источников известности наличия в них отличительных признаков заявленного пневмоприводного насоса с достижением указанного результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Конструкция заявляемого насоса поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема насоса; на фиг. 2 - пневмоклапан насоса (узел I с фиг. 1).

Пневмоприводной насос содержит размещенные в корпусе 1 (фиг. 1) пневматический поршень 2, жестко связанный с плунжером 3 с образованием двух рабочих пневмополостей 4, 5 и гидрополости 6. Пневмополости снабжены золотниковым распределителем 7, золотник 8 которого выполнен с тремя поясками, которые разделяют внутреннюю полость распределителя 7 на камеры 9, 10, 11 и 12.

В корпусе 1 с двух сторон пневматического поршня 2 расположены два концевых пневмоклапана 13 и 14 с возможностью их поочередного взаимодействия с поршнем 2. Каждая из пневмополостей 4 и 5 поочередно сообщается с пневмомагистралью и атмосферой (А) через камеры 10 и 11 золотникового распределителя 7.

Каждый конечный пневмоклапан 13 и 14 содержит золотник 15 (фиг. 2), снабженный двумя поясками с образованием трех полостей 16, 17 и 18 и подпружиненной пружиной 19 в сторону поршня 2. Крайние полости 16 и 18 сообщены с атмосферой, а средняя 17 поочередно сообщается с магистралью и торцевой камерой 12 золотникового распределителя 7 при взаимодействии поршня 2 с золотником 15 и атмосферой при нормальном положении золотника 15. Золотник 15 в каждом пневмоклапане 13 и 14 снабжен дополнительным пневмоцилиндром 20 (фиг. 2), выполненным, например, внутри переднего уплотнительного пояска золотника 15, содержащим подпружиненный пружиной 21 поршень 22, жестко связанный с упором 23 золотника 15 и установленный с образованием замкнутой штоковой 24 и поршневой 25 полостей. Штоковая полость 24 сообщена с пневмомагистралью, а поршневая 25 с атмосферой. При этом усилие пружины 21 больше усилия пружины 19. Гидрополость 6 снабжена всасывающим 26 и нагнетательным 27 клапанами.

Насос работает следующим образом.

При приближении поршня 2 к левому пневмоканалу 13 упор 23 золотника 15 взаимодействует с поршнем 2, и пневмоклапан 13 переключает полость 9 золотникового распределителя 7 к пневмомагистрали. Золотник 8 перебрасывает в правое крайнее положение, и воздух из магистрали через камеру 10 начинает перетекать в полость 4. А полость 5 через камеру 11 сообщается с атмосферой. Если давление воздуха в магистрали низкое, то поршень 22 золотника 15 занимает крайнее левое положение, увеличивая длину выступающей части упора 22. При высоком давлении воздуха поршень 22 отодвигается к золотнику 15, уменьшая длину выступающей части упора 23.

В начале движения поршня 2 вправо клапан 27 закрывается, а всасывающий клапан 26 открывается. Пневмоклапан 13 под действием усилия пружины 19 возвращается в исходное положение.

При подходе поршня 2 в правое крайнее положение упор 23 пневмоклапана 14 взаимодействует с поршнем 2, золотник 15, сжимая пружину 19, переключается и камеру 12 сообщает с магистралью. Золотник 8 перебрасывается в левое крайнее положение, сообщая полости 4 и 5 соответственно с атмосферой и магистралью. При движении поршня 2 и плунжера 3 происходит цикл нагнетания. Далее цикл повторяется.

Таким образом, в зависимости от величины давления газа (воздуха) в пневмомагистрали, автоматически устанавливается продолжительность переключения пневмоклапанов 13 и 14 золотника 8. Чем меньше давление воздуха, тем больше требуется времени на переключение, и это достигается увеличением выступающей части упора 23 золотника 15 в каждом из пневмоклапанов 13 и 14. При высоком давлении наоборот.

В результате этого достигается увеличение полноты использования объема рабочей полости, что ведет к повышению производительности насоса.

Насос предназначен для использования в качестве источника давления в различных устройствах. В пневмоприводном насосе 1 каждый пневмоклапан 13, 14 снабжен дополнительным пневмоцилиндром 20, поршень 22 которого связан с упором 23 пневмоклапана 13, 14. Цилиндр поршня 22 связан с рабочим органом. Штоковая полость 16 поршня 22 выполнена замкнутой и постоянно сообщена с пневмомагистралью, поршневая 17 сообщена с атмосферой, причем поршень 22 подпружинен, и усилие пружины 19 больше усилия пружины 21 возврата упора 23. Повышается производительность насоса за счет увеличения полноты использования объема рабочей полости. 2 ил.

Пневмоприводной насос, содержащий пневмоцилиндр с рабочими полостями и поршнем, золотниковый распределитель и конечные пневмоклапаны, каждый из которых снабжен подпружиненным золотником с упором, взаимодействующим с поршнем, отличающийся тем, что каждый пневмоклапан снабжен дополнительным пневмоцилиндром, поршень которого связан с упором золотника, а сам пневмоцилиндр - с золотником, при этом штоковая полость дополнительного пневмоцилиндра выполнена замкнутой и постоянно сообщается с пневмомагистралью, а поршневая полость - с атмосферой, причем поршень в дополнительном пневмоцилиндре снабжен пружиной, выполненной с усилием большим, чем усилие пружины золотника.