МОДУЛЬ ГИДРОПРИВОДНОГО КОМПРЕССОРА Российский патент 2008 года по МПК F04B35/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорном оборудовании для нагнетания газа под высоким давлением, например, для заправки им сельскохозяйственной техники или газовых накопительных емкостей.

Известен компрессор с гидроприводом, гидроприводной модуль которого состоит из оппозитно установленных и жестко соединенных между собой цилиндров (емкостей), имеющих газовые и гидравлические полости, образованные установленными в цилиндрах поршнями, закрепленными на общем штоке.

Гидравлические полости цилиндров посредством гидравлических магистралей через распределительное устройство имеют возможность сообщения с исполнительным механизмом, с насосом и с баком.

С поршнями при нахождении их в крайних положениях имеют возможность контакта концевые выключатели, выполненные в виде перемещающихся штоков с упорами, имеющими возможность взаимодействия с исполнительным механизмом распределительного устройства.

Газовые полости через всасывающие и нагнетательные клапаны соединены со всасывающей и нагнетательной газовыми магистралями.

В процессе работы модуля компрессора при включенном насосе рабочая жидкость по нагнетательной магистрали попадает в одну из гидравлических полостей, в результате чего установленный в данном гидроцилиндре поршень перемещается в крайнее (в плоскости чертежа левое) положение, перемещая и поршень, размещенный в другом гидроцилиндре. Одновременно с этим по газовой магистрали через обратный клапан газ под давлением поступает в газовую полость этого гидроцилиндра. При занятии данным поршнем крайнего (левого в плоскости чертежа) положения он контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределитель, в результате чего рабочая жидкость насосом подается в гидравлическую полость другого гидроцилиндра и размещенный в нем поршень перемещается вправо (в плоскости чертежа), через шток перемещая поршень, размещенный в первом гидроцилиндре. При этом происходит всасывание газа в газовую полость первого гидроцилиндра и сжатие его во втором, в результате чего газ из газовой полости второго гидроцилиндра через обратный клапан поступает в нагнетательную газовую магистраль, по которой он подается в накопительную газовую емкость или на пост заправки транспортных средств, например сельскохозяйственной техники. В конце хода второй поршень контактирует с управляющим элементом своего концевого переключателя, который переключает распределительное устройство, в результате чего данный поршень совершает обратное перемещение и далее цикл повторяется (см. патент РФ №2220323, кл. F04B 35/02, 2002 г. - наиболее близкий аналог). В результате анализа выполнения известного модуля гидроприводного компрессора необходимо отметить, что при его эксплуатации из-за большого количества герметизирующих элементов возможно попадание рабочей жидкости из гидравлических полостей гидроцилиндров в газовые, а из них - в газовую арматуру, что может вызвать ее отказ.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы модуля гидроприводного компрессора за счет исключения попадания рабочей жидкости в газовые полости и повышение равномерности хода подвижных элементов модуля.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в модуле гидроприводного компрессора, содержащем расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа, причем гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом, а газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем, новым является то, что газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме, а газовые полости газовых емкостей соединены друг с другом посредством выполненного в плунжере канала, а на заднем торце каждой гидравлической емкости выполнен направленный внутрь сосуда выступ, а на заднем торце каждой газовой емкости соосно выступу выполнено углубление, имеющее возможность охвата выступа, причем подвод рабочей среды в гидравлические полости емкостей осуществляется со стороны их задних торцов по двум магистралям, одна из которых подведена к полости через выступ, а другая - непосредственно через задний торец и в ней установлен обратный клапан.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема модуля гидроприводного компрессора.

Модуль гидроприводного компрессора состоит из двух оппозитно расположенных гидравлических емкостей 1 и 2, в которых с возможностью перемещения оппозитно друг относительно друга установлены газовые емкости (соответственно 3 и 4).

В состав модуля входит плунжер 5 со штоками по торцам, который не имеет возможности перемещения и штоки которого частично размещены в газовых емкостях. Емкости 1 и 3, а также плунжер 5 размещены на общей раме 6, что позволяет сохранять им в процессе эксплуатации постоянное положение относительно газовых емкостей и тем самым повысить срок службы уплотнительных элементов.

В емкостях 1 и 2 имеются гидравлические полости «А», образованные внутренними поверхностями емкостей 1 и 2 и наружными поверхностями емкостей 3 и 4.

В емкостях 3 и 4 имеются газовые полости «Б», образованные внутренними поверхностями емкостей 3 и 4 и поверхностями штоков плунжера 5.

Полости «А» напорной и сливной гидравлическими магистралями 7, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), через гидрораспределитель имеют возможность соединения с насосом или с гидробаком - сливом (не показаны).

Полости «Б» газовыми магистралями 8, в которых установлены соответствующие клапаны (позициями не обозначены), имеют возможность соединения с источником подачи газа (стационарной газовой магистралью, газогенератором и пр.), а также с накопительной емкостью или с постом заправки (не показаны) транспортных средств. Наиболее предпочтительно для функционирования модуля, когда магистрали 8 проложены через плунжер 5.

На одном из задних торцов каждой емкости 1 и 2 имеется направленный внутрь емкости выступ 9, а на обращенном к нему торце каждой емкости 3 и 4 - углубление 10, размеры которого несколько больше размера выступа 9.

Подведение гидравлических магистралей к емкостям 1 и 2 осуществляется через их задние торцы. Так одна из гидравлических магистралей проложена через выступ 9, а другая подведена через поверхность заднего торца и в ней установлен обратный клапан 11. Выступ 9, углубление 10 и магистраль с обратным клапаном 11 образуют демпфер конечного положения емкостей 3 и 4.

Конструктивное исполнение блоков и элементов модуля, не раскрытое в настоящей заявке, является известным и не составляет предмета патентной охраны.

Естественно, что в гидравлических и газовых магистралях (каждая из которых показана схематично в виде одной линии), там, где это необходимо, установлены обратные клапаны и клапаны предельного давления. Для исключения протечек рабочей жидкости (особенно попадания ее в газовые емкости) и утечек газа соединения элементов модуля (особенно подвижные) герметизированы известным образом.

Для подачи газа в накопительную емкость или непосредственно потребителям используют, как правило, несколько модулей, имеющих общий газовый выход и объединенных в систему, работающую по заданной циклограмме.

Модуль гидроприводного компрессора работает следующим образом.

При включенном насосе рабочая жидкость (среда) из гидробака через гидрораспределитель подается по напорной гидравлической магистрали в полости «А» сосудов 1 и 2, давление в которых постепенно (по мере поступления рабочей среды) возрастает. Когда давление в полостях «А» превысит давление газа в полостях «Б», начинается плавное перемещение сосудов 3 и 4 навстречу друг другу, надвигаясь на штоки плунжера 5, в результате чего их объем уменьшается, а давление газа в них постепенно возрастает. При достижении в полостях «Б» давления, на которое рассчитаны предельные клапаны, они срабатывают на открывание и газ под заданным давлением поступает в накопительную емкость или в раздаточную арматуру для заправки транспортных средств.

В конце хода газовые сосуды контактируют с управляющими элементами (например, с выдвинутыми штоками) гидрораспределителей, переключая их в положение, при котором полости «А» соединяются со сливом (с гидробаком), в результате чего под действием давления газа, оставшегося в полостях «Б», в их «мертвом» объеме газовые сосуды перемещаются в противоположные стороны, в стороны торцов своих сосудов 1 и 2. Давление в полостях «Б» падает и в них начинается поступление газа. В конце хода сосудов 3 и 4 их углубления 10 надвигаются на выступы 9 и перекрывают канал подвода рабочей среды через выступ 9, а вытесняемая рабочая среда через второй канал подвода через обратный клапан 11 поступает в полости «А», плавно замедляя ход емкостей 3 и 4 до их остановки. В конце хода газовые емкости «Б» контактируют с управляющими элементами гидрораспредитетелей, переключая их, в результате чего полости «А» отсоединяются от слива и соединяются с напорной магистралью и далее цикл повторяется.

Конструктивное выполнение модуля позволяет полностью исключить попадание рабочей среды в газовые полости, так как даже в случае повреждения герметизирующих элементов рабочая среда не имеет такой возможности, а также повысить плавность хода емкостей 3 и 4 в процессе функционирования модуля.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорной технике для нагнетания газа под высоким давлением, например, для заправки им сельскохозяйственной техники или газовых накопительных емкостей. Модуль гидроприводного компрессора содержит расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа. Гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом. Газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем. Газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме. Повышается надежность работы за счет исключения попадания рабочей жидкости в газовые полости, повышается равномерность хода подвижных элементов модуля. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Модуль гидроприводного компрессора, содержащий расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа, причем гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом или со сливом, а газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником подачи газа или с его потребителем, отличающийся тем, что газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме.2. Модуль гидроприводного компрессора по п.1, отличающийся тем, что полости газовых емкостей соединены друг с другом посредством выполненного в плунжере канала.3. Модуль гидроприводного компрессора по п.1, отличающийся тем, что на заднем торце каждой гидравлической емкости выполнен направленный внутрь сосуда выступ, а на заднем торце каждой газовой емкости соосно с выступом выполнено углубление, имеющее возможность охвата выступа, причем подвод рабочей среды в полости гидравлических емкостей осуществляется со стороны их задних торцов по двум магистралям, одна из которых подведена к полости через выступ, а другая непосредственно через задний торец и в ней установлен обратный клапан.