НАСОС ДОЗИРОВОЧНЫЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ С ШИБЕРНЫМ ЗАТВОРОМ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2002 года по МПК F04B13/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, нефтехимической, нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности, на энергетических объектах, в коммунальном хозяйстве для перекачивания жидких продуктов высокой вязкости и со значительными механическими включениями.

Известен дозировочный плунжерный насос для перекачивания жидкостей, содержащий привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости (SU 1548506 А1, 07.03.1990).

Основное достоинство насоса-прототипа то, что он может перекачивать вязкие продукты. При этом чем выше вязкость перекачиваемого продукта, тем меньшие требования предъявляются к точности изготовления пары плунжер-гильза.

Однако при его использовании для перекачивания сильно загрязненных продуктов с абразивными включениями быстро изнашиваются детали трущейся пары плунжер-гильза.

Технической задачей данного изобретения является повышение износостойкости плунжерной пары.

Эта задача достигается тем, что в дозировочном плунжерном насосе для перекачивания жидкостей, содержащем привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости, плунжер насоса соединен, с возможностью относительного перемещения вдоль общей оси и совместного вращения, с шибером цилиндрической формы, имеющим основания различного диаметра, большее из которых своей плоскостью примыкает к плоскости головки насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющим канал, один конец которого постоянно соединен с камерой насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом линии всасывания, а в конце такта всасывания, после поворота плунжера с шибером вокруг оси, с каналом линии нагнетания, имеющим уплотнение меньшего диаметра, размещенное в цилиндре с образованием кольцеобразной камеры между головкой насоса, цилиндром и шибером, соединенной открытым каналом с линией нагнетания.

На фиг.1 представлен общий вид насоса,
на фиг.2 - сечение А-А фиг.1;
на фиг.3 - головка насоса и шибер с уплотнениями в положении всасывания жидкости;
на фиг.4 - то же в положении нагнетания жидкости;
на фиг.5 - привод насоса.

Насос состоит из известного по патенту RU 2087780 С1 привода (см. фиг. 5), сообщающего плунжеру возвратно-поступательное и вращательное движения, и гидравлической части (фиг.1).

Входной вал привода получает вращение от электродвигателя и при помощи вала-шестерни, колеса, кривошипно-ползунного механизма, снабженного неполнозубым колесом, зубья которого расположены симметрично таким образом, что входят в зацепление с зубьями на ползунной головке шатуна при прохождении ползуном мертвых точек, поворачивая его и соединенный с ним плунжер дозировочного насоса вокруг собственной оси на заданный угол.

Насос состоит из цилиндра 1, головки 2 насоса, плунжера 3, комплекта уплотнений плунжера 4, нажимного стакана 5, шибера 6 цилиндрической формы с основаниями различного диаметра, уплотнений шибера 7, устройства промывки уплотнений плунжера 8, канала 9 линии всасывания и канала 10 линии нагнетания перекачиваемой жидкости.

Большее основание шибера 7 своей плоскостью примыкает к плоскости головки 2 насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющего открытый канал 14, один конец которого постоянно соединен с камерой 12 насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом 9 линии всасывания.

Насос работает следующим образом:
а) при движении плунжера влево (фиг.1), на такте всасывания, шибер 6 находится в положении, изображенном на фиг.3. При этом в камере 12 насоса создается разрежение и она заполняется перекачиваемой жидкостью по каналам 9, 14. Шибер своей плоскостью прижат к плоскости головки 2 силой (F₁), равной разности сил (F₂-F₃), действующих на него со стороны кольцеобразной камеры 13 и канала 10 линии нагнетания.

F₁=(F₂-F₃),
где F₂=πР_наг(d₂d₂-d₁d₁)/4;
F₃=πР_нагd₃d₃/4;
Р_наг - давление перекачиваемой жидкости в линии нагнетания.

Сила F₁ присутствует при работе насоса всегда в связи с тем, что канал 10 линии нагнетания через канал 11 связан с кольцеобразной камерой 13, в которой располагаются уплотнения 7 шибера 6.

В конце такта всасывания привод насоса поворачивает плунжер 3 и связанный с ним шибер 6 на заданный угол до совмещения открытого канала 14 шибера с каналом 10 линии нагнетания (фиг.4).

б) при движении плунжера вправо (фиг.1), на такте нагнетания, шибер 6 находится в положении, изображенном на фиг.4. При этом в камере 12 насоса создается давление нагнетания, и жидкость вытесняется из камеры 12 по каналу 14 в канал 10 линии нагнетания. В конце такта нагнетания привод насоса поворачивает плунжер 3 и связанный с ним шибер 6 на заданный угол до совмещения канала 14 шибера с каналом 9 линии всасывания (фиг.3). При этом канал нагнетания 10 запирается шибером 6.

Усилие прижима шибера 6 к головке насоса 2 зависит от давления жидкости в линии нагнетания и от соотношения диаметров d₁, d₂ шибера и диаметра отверстия d₃ канала линии нагнетания и может задаваться при конструировании конкретного насоса в широких пределах (от 0 до max).

В предлагаемой конструкции насоса решена задача по использованию насоса для перекачивания сильно загрязненных продуктов с абразивными примесями, т. к. в случае износа притертых поверхностей шибера и головки насоса зазор между ними компенсируется автоматически.

Изобретение предназначено для использования в различных отраслях промышленности для перекачивания жидких продуктов высокой вязкости и со значительными механическими включениями. Содержит приводную и гидравлическую части. Плунжер насоса соединен с шибером цилиндрической формы. Последний имеет основания различного диаметра. Большее основание примыкает к плоскости головки насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси. Каналы соединены с линиями всасывания и нагнетания жидкости. Линия нагнетания имеет канал, один конец которого постоянно соединен с камерой насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом линии всасывания, а в конце такта всасывания, после поворота плунжера с шибером вокруг оси, - с каналом линии нагнетателя. На последнем установлено уплотнение, размещенное в цилиндре с образованием кольцеобразной камеры между головкой насоса, цилиндром и шибером, соединенной открытым каналом с линией нагнетания. Повышается износостойкость плунжерной пары. 5 ил.

Насос дозировочный плунжерный для перекачивания жидкостей, содержащий привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости, отличающийся тем, что плунжер насоса соединен, с возможностью относительного перемещения вдоль общей оси и совместного вращения, с шибером цилиндрической формы, имеющим основания различного диаметра, большее из которых своей плоскостью примыкает к плоскости головки насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющим канал, один конец которого постоянно соединен с камерой насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом линии всасывания, а в конце такта всасывания, после поворота плунжера с шибером вокруг оси, - с каналом линии нагнетания, имеющим уплотнение меньшего диаметра, размещенное в цилиндре с образованием кольцеобразной камеры между головкой насоса, цилиндром и шибером, соединенной открытым каналом с линией нагнетания.