ПОРШНЕВОЙ НАСОС С ПНЕВМОПРИВОДОМ Российский патент 2001 года по МПК F04B9/12 

Изобретение относится к насосостроению. Насос предназначен для перекачивания грязных, вязких, липких сред (например, грязный мазут, замазученный грунт). Пневмопривод насоса может использоваться самостоятельно в пневмосистемах.

Известен пневмонасос (патент РФ N 2088803, F 04 В 9/12), выбранный за прототип, в котором рабочие камеры насоса объединены в одном цилиндре и разделены поршнями, которые установлены на одном штоке, коллектор распределения жидкости гидрораспределителя оснащен нижним ножом, а золотник гидрораспределителя оснащен верхним ножом.

Недостатком известных конструкций пневмонасосов является невозможность обеспечения идеальной соосности двух оппозитно расположенных рабочих камер, разделенных корпусом насоса. В связи с этим жесткое соединение поршней с общим штоком приводит к дополнительным нагрузкам на поршневые кольца, а следовательно, к быстрому износу этих колец. Кроме того, обладая большой всасывающей силой, насос засасывает тяжелые частицы, которые оседают, накапливаются в цилиндрах и нарушают герметичность поршневых уплотнений. При нарушении герметичности уплотнительного элемента, отделяющего гидрораспределитель от управляющего пневмоцилиндра, грязная перекачиваемая жидкость попадает в пневмоцилиндр, а далее в пневмораспределитель, выводя из строя пневмосистему насоса. К тому же известная конструкция насоса при перекачивании жидкости с небольшим давлением нагнетания (0,1 МПа) работает при давлении сжатого воздуха 0,2-0,3 МПа. В таких режимах работы наблюдается запаздывание переключения гидрораспределителя относительно момента переключения пневмораспределителя, а также уменьшения нагрузки на плоский золотник, ухудшая процесс измельчения крупных частиц. При этом применение дросселей на пневмолиниях подачи сжатого воздуха на приводные камеры не является универсальным средством, исключающим данный недостаток. Указанные недостатки приводят к потере производительности, снижению работоспособности насоса.

Известен пневмонасос (RU, N 2143587, F 04 В 9/12, 1999), выбранный за прототип, содержащий корпус с двумя оппозитно расположенными рабочими камерами, четырехлинейный гидрораспределитель с плоским золотником и управляющим цилиндром, установленные на одном штоке самоустанавливающиеся поршни, расположенный между приводными камерами четырехлинейный пневмораспределитель.

Недостатком известной конструкции пневмонасоса является залинание поршней насоса в рабочих цилиндрах при останове насоса, что вызывает трудности при последующем запуске насоса, а при выходе из строя пневмораспределителя приходится производить опорожнение рабочих цилиндров насоса, разборку насоса, в котором содержатся остатки грязного перекачиваемого продукта. Кроме того, при потере герметичности поршневого уплотнения рабочих камер насоса грязный продукт попадает в пневмораспределитель, выводя его из строя.

Целью предлагаемого изобретения является повышение работоспособности, надежности и ремонтопригодности насоса при перекачивании высоковязких, сильно загрязненных липких жидкостей и пульп.

Указанная цель достигается тем, что поршневой насос с пневмоприводом, содержащий корпус с двумя оппозитно расположенными рабочими камерами, четырехлинейный гидрораспределитель с плоским золотником и управляющим цилиндром, установленные на одном штоке самоустанавливающиеся поршни, расположенный между приводными камерами четырехлинейный пневмораспределитель, который оснащен управляющим пневмоцилиндром и вынесен за пределы корпуса насоса, управляющий пневмоцилиндр пневмораспределителя имеет общие с приводными камерами насоса пневмолинии, а на пневмолиниях подвода сжатого воздуха к управляющему пневмоцилиндру размещены устройства регулирования расхода воздуха, при этом рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным, а управляющие пневмоцилиндры пневмораспределителя и гидрораспределителя имеют общие с приводными камерами насоса пневмолинии.

На фиг.1 дана схема поршневого насоса с пневмоприводом.

Насос содержит корпус 1 с размещенным в нем штоком 2, две приводные камеры 3 и 4, два рабочих поршня 5 и 6, две рабочие камеры 7 и 8, два рабочих цилиндра 9 и 10, четырехлинейный гидрораспределитель 11 с управляющим пневмоцилиндром 12, плоский золотник 13, коллектор распределения жидкости 14, линию всасывания 15, линию нагнетания 16, две гидравлические линии 17 и 18, пневмопривод 19 с управляющим пневмоцилиндром 20, переключатель 21, пневмораспределитель 22, рабочий поршень пневмораспределителя 23, пневмолинии 24 - 31, линию подвода сжатого воздуха 32, линии сброса воздуха 33 и 34, устройства регулирования расхода воздуха 35 и 36.

Насос работает следующим образом.

При подключении источника сжатого воздуха к пневмоприводу насоса 19 через пневмолинию 32 сжатый воздух по пневмолиниям 27 и 31 поступает в приводную камеру 3, а по пневмолинии 28 - в левую полость управляющего пневмоцилиндра 20. Приводная камера 4 через пневмолинии 26, 30, а также правая полость управляющего пневмоцилиндра 20 по пневмолинии 29 и пневмораспределитель 22 соединены с атмосферой по линии 33. Сжатый воздух по линии 25 поступает в управляющий пневмоцилиндр 12 гидрораспределителя 11, и золотник 13 находится в крайнем правом положении, соединив линию всасывания 15 с гидравлической линией 17, а гидравлическую линию 18 с линией нагнетания 16. В рабочем цилиндре 10 осуществляется всасывание, а в рабочем цилиндре 9 - нагнетание жидкости.

Перемещение переключателя 21 вправо будет осуществляться до тех пор, пока не будут переключены соответствующие каналы (не показаны), сброшено давление в линии 25 и подан сжатый воздух в линию 24, рабочий поршень пневмораспределителя 23 займет крайнее левое положение, сбросит давление сжатого воздуха с приводной камеры 3 в атмосферу и подаст сжатый воздух в приводную камеру 4.

Изменение сигналов в линиях 24 и 25 приведет к перемещению золотника 13 в крайнее левое положение. Рабочая камера 7 будет работать на всасывание, а рабочая камера 8 - на нагнетание до тех пор, пока переключатель 21 не займет крайнее левое положение и не переключит каналы - цикл повторится.

Число ходов переключателя 21 возможно изменять за счет изменения количества воздуха в линиях 28 и 29 устройствами 35 и 36.

На фиг. 2 дана схема поршневого насоса с пневмоприводом, у которого рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным.

Пневмораспределитель 22 пневмопривода 19 работает следующим образом.

При подключении источника сжатого воздуха к пневмоприводу 19 сжатый воздух постоянно подается под поршень малой площади дифференциального поршня, а изменение положения дифференциального поршня осуществляется за счет подачи-сброса сжатого воздуха под поршень большей площади дифференциального поршня.

Насос с пневмоприводом предназначен для использования в пневмосистемах и для перекачивания грязных, вязких и липких сред (например, грязный мазут, замазученный грунт). Пневмораспределитель оснащен управляющим пневмоцилиндром и вынесен за пределы корпуса насоса. Управляющий пневмоцилиндр пневмораспределителя имеет общие с приводными камерами насоса пневмолинии. На пневмолиниях подвода сжатого воздуха к управляющему пневмоцилиндру размещены устройства регулирования расхода воздуха. Рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным, а управляющие пневмоцилиндры пневмораспределителя гидрораспределителя имеют общие с приводными камерами насоса пневмолинии. Повышается работоспособность, надежность и ремонтопригодность. 1 з. п.ф-лы, 2 ил.

1. Поршневой насос с пневмоприводом, содержащий корпус с двумя оппозитно расположенными рабочими камерами, четырехлинейный гидрораспределитель с плоским золотником и управляющим цилиндром, установленные на одном штоке самоустанавливающиеся поршни, расположенный между приводными камерами четырехлинейный пневмораспределитель, отличающийся тем, что пневмораспределитель оснащен управляющим пневмоцилиндром и вынесен за пределы корпуса насоса, управляющий пневмоцилиндр пневмораспределителя имеет общие с приводными камерами насоса пневмолинии, а на пневмолиниях подвода сжатого воздуха к управляющему пневмоцилиндру размещены устройства регулирования расхода воздуха. 2. Поршневой насос с пневмоприводом по п.1, отличающийся тем, что рабочий поршень пневмораспределителя выполнен дифференциальным, а управляющие пневмоцилиндры пневмораспределителя и гидрораспределителя имеют общие с приводными камерами насоса пневмолинии.