ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ПОРШНЕВОГО НАСОСА Российский патент 2006 года по МПК F04B9/02 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к двухпоршневым насосам.

Известно устройство для дозированной подачи одной жидкости в поток другой, содержащее основной поршневой насос и шарнирно закрепленный на нем цилиндр поршневого насоса-дозатора, шток поршня которого связан с шарнирным узлом, установленным с возможностью перемещения посредством ходового винта вдоль рычага, шарнирно закрепленного одним концом с подвижной опорой, а другим - со штоком основного насоса (пат, США №5104300, F 04 В 13/00, 1992).

Однако ввиду того, что в известном устройстве шток насоса-дозатора приводится в действие от штока, основного насоса, циклы работы обоих насосов совпадают по времени и фазе, что приводит к повышению пульсации потока смешиваемых жидкостей и усилению неравномерности нагрузки на приводной электродвигатель, К другим недостаткам относятся:

- наличие осевого усилия на ходовой винт, что вынуждает использовать фиксатор шарнирного узла и применять ходовой винт большого диаметра;

- отсутствие возможности регулирования подачи при работающем приводе, поскольку рукоятки регулирования и фиксации расположены на непрерывно перемещающемся рычаге;

- нелинейность регулировочной характеристики насоса, что обусловлено изменением в процессе регулирования не только длины плеча рычага, но и угла наклона штока;

- наличие бокового давления штока на уплотнительную манжету и поршня - на боковую стенку цилиндра, что приводит к быстрому износу этих деталей.

От этих недостатков частично освобожден привод двухпоршневого насоса, содержащий приводной вал с двумя повернутыми друг относительно друга на 90 градусов кривошипами, шарнирно соединенными посредством шатунов со штоками поршней, установленными в направляющих прямолинейного движения (Чиняев Н.А. Поршневые кривошипные насосы, "Машиностроение", Ленинград, 1983, с.14).

Однако в известном механизме отсутствует возможность регулирования подачи насоса и дозированного введения одной жидкости в поток другой. Наличие в приводе шатуна, длина которого для нормальной работы насоса должна превышать радиус кривошипа в несколько раз, приводит к необходимости увеличения длины корпуса и рамы насоса, а значит его массы.

Известен также насос-дозатор, содержащий корпус, цилиндр с плунжером, привод возвратно-поступательного движения, связанный с рычагом, который снабжен коленом, шарнирно соединен с опорой и сочленен с плунжером посредством подвижного вдоль рычага шарнирного узла, и ходовой винт, закрепленный на корпусе и связанный с цилиндром, установленным в корпусе с возможностью перемещения вдоль рычага (пат. Украины №46013, F 04 В 13/00, 1997).

Недостатком известного насоса-дозатора является узкая область применения. Это обусловлено тем, что ходовой винт и направляющая, на которых подвешен цилиндр насоса-дозатора, испытывают нагрузку не только со стороны привода, действующую через рычаг, но и со стороны цилиндра (его массу), что не позволяет использовать это изобретение в составе насоса-дозатора со значительными подачей и напором.

По конструктивному исполнению, принципу действия и наибольшему количеству общих существенных признаков наиболее близким к предлагаемому механизму является приводной механизм поршневого насоса, содержащий приводное колесо с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами, имеющими с основным кривошипом одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на. 180 градусов и снабженными пальцами ползунов, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из ползунов соединен со штоком поршня насоса (пат. Украины №5526, F 04 В 9/12, 1991).

Недостатками известного привода являются неравномерность нагрузки на электродвигатель и высокая степень пульсации перекачиваемой насосом жидкости, присущие однопоршневым насосам, отсутствие возможности регулирования подачи насоса при работающем приводе и дозированного введения одной жидкости в поток другой,

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать механизм путем задействования второго ползуна для привода вспомогательного регулируемого насоса, что позволит снизить неравномерность нагрузки на приводной электродвигатель и коэффициент пульсации потока перекачиваемой жидкости, обеспечит возможность регулирования подачи насоса и дозированного введения одной жидкости в поток другой.

Для этого в приводном механизме поршневого насоса, содержащем приводное колесо с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами, имеющими с основным кривошипом одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на 180 градусов и снабженными пальцами ползунов, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из ползунов соединен со штоком поршня насоса, согласно изобретению на втором ползуне установлен шарнирный узел с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом, средняя часть которого через аналогичный шарнирный узел связана со штоком вспомогательного насоса, а второй конец снабжен коленом и шарнирно закреплен в опоре, связанной с ходовым винтом.

Такая конструкция приводного механизма позволяет значительно расширить функциональные возможности построенных на его основе насосов:

- при необходимости дозированной подачи одной жидкости в поток другой вспомогательный насос выполняют плунжерным;

- при необходимости иметь постоянный или регулируемый по величине поток жидкости с пониженным коэффициентом пульсации оба насоса могут быть выполнены поршневыми для перекачивания одной жидкости.

В обоих случаях достигается выравнивание нагрузки на приводной электродвигатель, поскольку ползуны сдвинуты по фазе один относительно другого на 90 градусов.

На фиг - 1 схематично изображен предлагаемый приводной механизм поршневого насоса; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 -вид Е на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.2.

Приводной механизм поршневого насоса состоит из соединенного с шестерней 1 приводного колеса 2 с установленным в нем в подшипниках основным кривошипом 3, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами 4, 5, имеющими с кривошипом 3 одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на 180 градусов и снабженными пальцами 6, 7 ползунов 8, 9, установленных в направляющих 10, 11 прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных в плоскостях.

Ползун 8 соединен со штоком поршня насоса 12. На ползуне 9 установлен шарнирный узел 13 с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом 14, средняя часть которого через аналогичный шарнирный узел 15, закрепленный на ползуне 16, установленном в направляющих 17, связана со штоком (плунжером) 18 вспомогательного насоса 19. Второй конец 20 рычага 14 снабжен коленом 21 и установлен в шарнире 22, закрепленном в опоре 23, связанной с ходовым винтом 24 и установленной с возможностью перемещения вдоль направляющей 25, неподвижно закрепленной на корпусе 26 механизма. На фиг.3 пунктирными линиями схематично изображено положение шарнирного узла 15 при нулевой подаче насоса 19. В этом положении шарниры 15 и 22, находясь друг против друга на разных ветвях колена 21, не создают препятствий друг другу. Нагнетательные трубопроводы 27, 28 насосов соответственно 12 и 19 соединены между собой.

Приводной механизм поршневого насоса работает следующим образом.

При вращении колеса 2 ползуны 8, 9 перемещаются во взаимно перпендикулярных направляющих 10, 11, приводя в движение штоки поршней насосов 12, 19.

Для регулирования подачи насоса вращением штурвала ходового винта 24 перемещают опору 23 вдоль направляющей 25, изменяя величину хода штока поршня (плунжера) 18. Нулевая подача достигается при совмещении оси шарнира 22 со средней линией шарнира 15, как изображено на фиг.3 пунктирными линиями.

Конструкция механизма позволяет регулировать подачу жидкости с большой точностью по линейному закону как при остановленном, так и работающем приводе.

Устройство предназначено для использования в области насосостроения, в частности в двухпоршневых насосах. Приводной механизм поршневого насоса состоит из приводного колеса с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами. Последние имеют с основным кривошипом одинаковые радиусы и повернуты один относительно другого на 180 градусов и снабжены пальцами. Пальцы расположены в ползунах, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Один из ползунов соединен со штоком поршня насоса. Для расширения функциональных возможностей механизма в нем на втором ползуне установлен шарнирный узел с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом. Средняя часть рычага через аналогичный шарнирный узел связана со штоком вспомогательного насоса. Второй конец рычага снабжен коленом и шарнирно закреплен в опоре, связанной с ходовым винтом. Снижены неравномерность нагрузки на приводной электродвигатель, коэффициент пульсации потока перекачиваемой жидкости, обеспечивается возможность регулирования подачи насоса и дозированного введения одной жидкости в поток другой. 4 ил.

Приводной механизм поршневого насоса, содержащий приводное колесо с установленным в нем с возможностью вращения основным кривошипом, жестко соединенным с двумя дополнительными кривошипами, имеющими с основным кривошипом одинаковые радиусы, повернутыми один относительно другого на 180° и снабженными пальцами ползунов, установленных в направляющих прямолинейного движения, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем один из ползунов соединен со штоком поршня насоса, отличающийся тем, что на втором ползуне установлен шарнирный узел с установленным в нем с возможностью поворота и продольного перемещения рычагом, средняя часть которого через аналогичный шарнирный узел связана со штоком вспомогательного насоса, а второй конец снабжен коленом и шарнирно закреплен в опоре, связанной с ходовым винтом.