ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК F04B23/00 F04B53/08 F15B21/04 

Предложение относится к области гидросистем и может быть использовано для привода гидрофицированного инструмента (отбойных молотков, перфораторов бурильного инструмента, подъемников и т.п.) при проведении различных аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ, связанных с разрушением мерзлых грунтов, скальных пород, дорожных покрытий, кирпичных кладок, железобетонных конструкций и т.п.

Известна стационарная гидравлическая насосная станция, содержащая силовую установку, насосный узел, соединенный с его всасывающей магистралью гидробак и соединенный с выходным патрубком насосного узла гидравлический блок (GB 1350843 A, 24.04.1976).

Основным недостатком данной станции является ее низкая производительность, за счет того что в ней не поддерживается заданная температура гидравлического масла и в результате происходит его вспенивание и образование кавитационных пузырей.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении является повышение производительности за счет поддержания заданной температуры гидравлического масла для предотвращения его вспенивания и образования кавитационных пузырей.

Указанная задача достигается тем, что гидравлическая насосная станция, содержащая силовую установку, насосный узел, соединенный с его всасывающей магистралью гидробак и соединенный с выходным патрубком насосного узла гидравлический блок, снабжена теплообменником с системой охлаждения, установленным на всасывающей магистрали насосного узла, с возможностью прохождения рабочей жидкости из гидробака через теплообменник.

Кроме того, она может быть снабжена гидравлическим толкателем, соединенным с напорной магистралью гидравлического блока и установленным с возможностью взаимодействия с рычагом подачи топлива силовой установки.

Кроме того, система охлаждения может включать вентилятор с натяжным шкивом и ременной передачей, связанной с силовой установкой.

Кроме того, что гидравлический толкатель может быть выполнен в виде корпуса с размещенным в нем поршнем, подпружиненным со стороны штока, бесштоковая полость корпуса может быть соединена с напорной магистралью, а наружный конец штока может являться исполнительным органом толкателя.

Кроме того, гидравлический блок может включать предохранительный клапан, соединенный с выходным патрубком насосного узла, дроссель и трехпозиционный золотниковый распределитель, выполненный с возможностью перекрытия в одной позиции, соединения выходного патрубка насосного узла через дроссель с гидробаком в другой позиции, и с напорной магистралью - в третьей позиции.

Кроме того, система может быть снабжена гидроаккумулятором, соединенным с напорной магистралью.

Сущность предложения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид станции сбоку;
на фиг. 2 - то же, спереди;
на фиг. 3 - то же, сверху;
на фиг. 4 - гидравлическая схема станции;
на фиг. 5 - гидравлический толкатель в разрезе.

Гидравлическая насосная станция содержит раму 1 с колесами, на которой установлена силовая установка 2 в комплекте с топливным баком 3 и приводами управления. Всасывающая магистраль насосного узла 4 соединена с гидробаком 5, а выходной патрубок насосного узла 4 через напорный фильтр 6 соединен с гидравлическим блоком 7. На всасывающей магистрали насосного узла 4 установлен воздушный теплообменник 8 с системой охлаждения в виде вентилятора 9, связанного посредством натяжного шкива и ременной передачи с полумуфтой, установленной на коленчатом валу силовой установки 2.

Гидравлический блок 7 (фиг. 4) включает предохранительный клапан 10, соединенный с выходным патрубком насосного узла 4, регулируемый дроссель 11 и трехпозиционный золотниковый распределитель 12.

На напорной магистрали станции установлены гидравлический толкатель 13 и гидроаккумулятор 14. На заливной горловине гидробака 5 также установлен фильтр 15.

Гидравлический толкатель 13 (фиг. 5) состоит из корпуса 16, на котором установлен соединительный штуцер 17. В полости корпуса 16 установлен поршень 18 со штоком 19, наружный конец 20 которого снабжен контргайкой 21 и является исполнительным органом толкателя 13, взаимодействующим с рычагом подачи топлива силовой установки 2. В штоковой полости корпуса 16 установлена пружина 22, а ход поршня 18 ограничен выступом 23 на внутренней поверхности корпуса 16. Толкатель 13 крепится посредством хомутов 24 к кронштейну 25 крепления.

Станция работает следующим образом.

Рабочая жидкость заливается в гидробак 5 через фильтр 15. Запускается силовая установка 2, которая приводит в действие шестеренный насос насосного узла 4. Рабочая жидкость через всасывающую магистраль из гидробака 5 проходит через воздушный теплообменник 8 и под давлением, создаваемым насосным узлом 4, поступает через напорный фильтр 6 в гидравлический блок 7.

При положении "0" трехпозиционного золотника распределителя 12 он закрыт. Давление рабочей жидкости увеличивается, срабатывает предохранительный клапан 10, и рабочая жидкость возвращается через него в гидробак 5.

При положении "I" трехпозиционного золотника распределителя 12 рабочая жидкость поступает через распределитель 12 в гидробак 5. В этом положении производится запуск станции и прогрев рабочей жидкости до соответствующей температуры в холодное время года.

При положении "II" трехпозиционного золотника распределителя 12 рабочая жидкость поступает под давлением в напорную магистраль для привода гидрофицированного инструмента. Гидроаккумулятор 14, установленный в напорной магистрали, позволяет сгладить пульсации давления рабочей жидкости, возникающие в процессе работы инструмента, что обеспечивает сохранность ресурса станции.

Необходимое давление рабочей жидкости обеспечивается предохранительным клапаном. Необходимая подача рабочей жидкости обеспечивается регулируемым дросселем. Это позволяет использовать ручной гидрофицированный инструмент с различными характеристиками.

Поддержание теплового баланса станции обеспечивается охлаждением рабочей жидкости, проходящей через воздушный теплообменник 8 с принудительным обдувом. Это позволило уменьшить необходимый объем рабочей жидкости в 3-3,5 раза, что значительно снизило массогабаритные показатели.

Одним из основных недостатков существующих гидравлических станций является постоянное количество оборотов силовой установки вне зависимости от режимов работы инструмента и нагрузки. Это приводит к существенному уменьшению ее ресурса и дополнительному расходу топлива.

Предложенная станция имеет систему автоматического регулирования частоты вращения силовой установки 2. Эту функцию выполняет гидравлический толкатель 13.

При работе инструмента в напорной магистрали повышается рабочее давление, которое через штуцер 17 передается на поршень 18. Поршень 18, перемещаясь вниз, через шток 19 воздействует на контргайку 21, а через нее на рычаг подачи топлива силовой установки 2, увеличивая тем самым ее обороты и, соответственно, обеспечивая необходимое количество рабочей жидкости, подаваемой к инструменту. С прекращением работы инструмента давление жидкости в напорной магистрали падает, и под воздействием пружины 22 поршень 18 возвращается в исходное положение, уменьшая подачу топлива и снижая обороты силовой установки 2 до режима холостого хода. При этом в 3-4 раза уменьшается расход топлива и в 1,3-1,5 раза увеличивается ресурс силовой установки 2.

Станция обеспечивает возможность ее экономичного и эффективного использования для привода гидрофицированного инструмента при проведении работы в местах с ограниченными доступом и площадью, в помещениях и подземных выработках и в районах с жарким климатом, а также возможность ее перевозки любым видом транспорта вследствие незначительных массогабаритных показателей, а также повысить ресурс и экономичность силовой установки.

Изобретение может быть использовано для привода ручного гидрофицированного инструмента. Станция содержит силовую установку, насосный узел, соединенный с его всасывающей магистралью гидробак и гидравлический блок, соединенный с выходным патрубком насосного узла. На всасывающей магистрали установлен теплообменник с системой охлаждения в виде вентилятора с возможностью прохождения рабочей жидкости из гидробака через теплообменник. В напорной магистрали гидравлического блока установлены гидроаккумулятор и гидравлический толкатель, взаимодействующий с рычагом подачи топлива силовой установки. Позволяет улучшить массогабаритные показатели станции. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гидравлическая насосная станция, содержащая силовую установку, насосный узел, соединенный с его всасывающей магистралью гидробак и соединенный с выходным патрубком насосного узла гидравлический блок, отличающаяся тем, что она снабжена теплообменником с системой охлаждения, установленным на всасывающей магистрали насосного узла, с возможностью прохождения рабочей жидкости из гидробака через теплообменник. 2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлическим толкателем, соединенным с напорной магистралью гидравлического блока и установленным с возможностью взаимодействия с рычагом подачи топлива силовой установки. 3. Станция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что система охлаждения выполнена в виде вентилятора с натяжным шкивом и ременной передачей, связанной с силовой установкой. 4. Система по п.2 или 3, отличающаяся тем, что гидравлический толкатель выполнен в виде корпуса с размещенным в нем поршнем, подпружиненным со стороны штока, бесштоковая полость корпуса соединена с напорной магистралью, а наружный конец штока является исполнительным органом толкателя. 5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что гидравлический блок включает предохранительный клапан, соединенный с выходным патрубком насосного узла, дроссель и трехпозиционный золотниковый распределитель, выполненный с возможностью перекрытия в одной позиции, соединения выходного патрубка насосного узла через дроссель с гидробаком в другой позиции и с напорной магистралью - в третьей позиции. 6. Система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что она снабжена гидроаккумулятором, соединенным с напорной магистралью.