ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС Российский патент 2012 года по МПК F04B53/16 

Настоящее изобретение относится к гидравлическому насосу и, конкретно, к гидравлическому поршневому насосу.

Характеристики насоса по существу определены применением, для которого он предназначен, и, следовательно, имеются многочисленные различные варианты осуществления этих устройств, предназначенные для того, чтобы отвечать различным требованиям. В частности, исследование, которое привело к настоящему изобретению, проводилось в области гидравлических насосов, которые предназначены для того, чтобы нагнетать текучую среду под высоким давлением, до нескольких сотен атмосфер, и которые выполнены с маленькими размерами так, что их можно использовать в легко переносимых регуляторах мощности.

Имеется много проблем, связанных с конструкцией этого вида насоса; в частности, для конструкции устройства важно, чтобы оно было чрезвычайно компактным и легким, чтобы избегать отрицательных влияний на объем и вес контроллера, в котором он подлежит использованию. Очевидно, выбранный тип конструкции не должен отрицательно влиять на существенные характеристики, такие как безопасность в работе и надежность.

Как правило, основным объектом насосов, используемых в портативных контроллерах, является разгрузка от контура, поскольку создаваемые давления являются очень большими, и давление в контуре необходимо очень быстро уменьшать. Эту функцию обычно выполняет нагнетательный клапан, включенный в контур, но он стремится оказывать отрицательное воздействие и на вес устройства, и на сложность конструкции контура.

Поэтому цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить гидравлический поршневой насос, в котором разгрузка гидравлического контура не вызывает сложности конструкции контура или существенного увеличения объема и общего веса устройства.

Поэтому настоящее изобретение предлагает аксиально-поршневой гидравлический насос, содержащий по меньшей мере один поршень, соединенный подходящим средством передачи для приведения в действие средства и способный скользить с возвратно-поступательным движением внутри цилиндра, упомянутый цилиндр, соединенный с впускным проходом для текучей среды и нагнетательной трубкой для текучей среды, однонаправленное средство управления потоком текучей среды, обеспеченное в обоих проходах, отличающийся тем, что упомянутый нагнетательный проход соединен позади по ходу упомянутого однонаправленного средства управления потоком, с выпускным элементом суженного потока.

Дополнительные преимущества и признаки устройства согласно настоящему изобретению станут более ясными благодаря следующему подробному описанию варианта осуществления изобретения, обеспеченному посредством примера и без ограничительного намерения, со ссылкой на прилагаемые листы чертежей, на которых:

фиг.1 - вид в разрезе варианта осуществления насоса согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - вид в поперечном разрезе по линии II-II фиг.1; и

фиг.3 - вид в разрезе по линии III-III фиг.2.

Фиг.1 показывает вариант осуществления насоса согласно настоящему изобретению; ссылочная позиция 1 обозначает корпус насоса, в котором образованы две цилиндрические камеры 101. Каждая камера 101 имеет впускное отверстие 111, соединенное с проходом 151 посредством клапана 121, содержащего седло 141 и шаровой клапан 131. Цилиндрическая камера 101 также имеет нагнетательный канал 161, соединенный с нагнетательным проходом 301 способом, который объясняется более полно ниже. В каждой цилиндрической камере 101 имеется шток 102 поршня 2, который способен скользить с возвратно-поступательным движением, конец штока напротив конца, вставленного в полость 101, обеспечен грибовидной головкой 202, которая находится в контакте с поверхностью подшипника 303, закрепленного на наклонном валу 123, выступающем из пластины 103, соединенной с ведущим валом 3. Упомянутый вал 3 установлен внутри полости 104 крышки 4 насоса посредством опорного подшипника 203.

Головку 202 каждого поршня 2 вставляют в кольцеобразный элемент 212, который взаимодействует с цилиндрической пружиной 302, помещенной в кольцевую канавку 201, образованную в корпусе 1 вокруг каждой из цилиндрических полостей 101. Коллектор 301 образован в корпусе 1 между этими двумя полостями 101, со своей осью, перпендикулярной к оси упомянутых полостей; проход 401, в котором расположен клапан 411, образован в плоскости, параллельной плоскости, в которой находится упомянутый коллектор 301.

На фиг.2 насос согласно изобретению показан в разрезе вдоль линии II-II фиг.1; идентичные части имеют одинаковые ссылочные позиции. На чертеже показано, как цилиндры 101 соединены и с впускными отверстиями 111, и также с нагнетательными проходами 161. В каждом выпускном проходе имеется невозвратный клапан 501, содержащий гнездо 511, в который помещен шаровой клапан 521, нагруженный пружиной 531, противоположный конец которой опирается на болт 541. В одном случае клапан 501 соединен с каналом 551, который открывается непосредственно в нагнетательный коллектор 301, в то время как в другом случае клапан 501 соединен с каналом 561, который открывается в проход 351, и текучая среда достигает выпускного коллектора через невозвратный клапан, образованный клапаном 321, нагруженным пружиной 331, противоположный конец которой опирается на резьбовой участок 361 узла 341, соединенного с упомянутым нагнетательным коллектором 301. Канал 611, соединенный с клапаном 601 максимального давления, открывается в нагнетательный коллектор 301; другой клапан 701 максимального давления соединен с каналом 621, который открывается в проход 351.

Фиг.3 представляет другой вид в разрезе насоса, согласно изобретению, вдоль линии III-III фиг.2; идентичные части имеют одинаковые ссылочные позиции. Как можно заметить, нагнетательный коллектор 301 соединен, через канал 461, с проходом 401, в который введен клапан 411, в этом случае имеющий такие же пропорции, как и поршень 2, и обеспеченный грибовидной головкой 421, подобной головке поршня; проход закрыт на конце, обращенном к внешней стороне насоса стопором 431, предоставленным осевой прорезью 441.

Действие насоса согласно настоящему изобретению станет ясным благодаря следующему описанию. Насос, как показано на описанных выше чертежах, является насосом, который погружен в резервуар со смазочным маслом, из которого смазочное масло вытягивают через впускные отверстия 111 и соответствующие клапаны 121. Когда двигатель работает, давление в контуре быстро поднимается из-за действия обоих поршней 2. Когда установленное значение клапана 701, расположенного в контуре впереди по ходу невозвратного клапана 321 выпускного коллектора 301, достигнуто, участок контура, соединенный с упомянутым клапаном, входит в состояние разгрузки, и работа сжатия, выполненная на текучей среде, фактически выполняется только поршнем, и эта текучая среда разгружается через проход 551 непосредственно в нагнетательный коллектор 301.

Таким образом, можно достигать очень высокого давления приблизительно 1000 атмосфер, средством двигателя весьма ограниченной мощности; клапан 701 предпочтительно установлен для разгрузки под давлением в диапазоне от 30 до 70 атмосфер и предпочтительно приблизительно 50 атмосфер. Двигатель, который можно использовать в этих условиях, является двигателем, который может создавать мощность в диапазоне от 500 до 1000 ватт, и, в частности, мощность 750 ватт. Это обеспечивает возможность использования насоса с очень маленькими двигателями и, таким образом, облегчает использование насоса в переносных контроллерах питания.

Согласно основному новаторскому признаку настоящего изобретения, было принято решение обеспечить элемент суженного потока для разгрузки контура, когда двигатель выключен, для облегчения системы, также с упрощением гидравлической схемы. Во время работы насоса перепад давления из-за суженного потока масла в промежуточном пространстве, созданном между клапаном 411 и проходом 401, является очень маленьким относительно рабочего давления насоса. Однако когда двигатель выключают, текучая среда быстро разгружается из контура, и использование по существу статического элемента упрощает конструкцию контура и отменяет введения дополнительной части, которая сделала бы устройство более тяжелым.

Конкретная конструкция элемента суженного потока позволяет достигать превосходных запасов прочности в действии; это является причиной того, что тогда как проход суженного потока, имеющий подобное поперечное сечение для потока, используемого в иллюстрированном здесь случае, был бы подвергнут большому риску засорения, сборка прохода 401 и клапана 411 обеспечивает лучшее управление суженным потоком. Кроме того, проход 401 легкодоступен, и его техническое обслуживание и ремонт можно облегчать удалением клапана 411. Предпочтительно, клапан 411 выполняют полностью подобным поршню 2, используемому в каждой из цилиндрических камер 101 насоса; результат этого выполнения состоит в том, что при конструировании инструмент, используемый для образования прохода 401, и инструмент, используемый для образования цилиндрических камер, являются одинаковыми, и процесс образования поршней 2 можно также использовать, чтобы образовывать соответствующий клапан, используемый в элементе суженного потока.

Насос, сконструированный таким образом, очень эффективен, когда его используют при высоких давлениях, и, в частности, в оборудовании, таком как портативные регуляторы мощности.

Изобретение относится к области насосостроения. Насос содержит по меньшей мере один поршень (2), соединенный подходящим средством (103, 113) передачи со средством (3) привода и способный скользить с возвратно-поступательным движением внутри цилиндра (101). Цилиндр (101) соединен с впускным проходом (151) для текучей среды и нагнетательным проходом (161, 301) для текучей среды. Имеется однонаправленное средство (121, 501) управления потоком текучей среды, обеспеченное в обоих проходах. Нагнетательный проход (301) соединен, позади по ходу однонаправленного средства (501) управления потоком, с выпускным элементом (401, 411, 431, 441) суженного потока. Обеспечивается упрощение разгрузки гидравлического контура, упрощается его конструкция, а также не существенно увеличивается объем и вес всего устройства. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Аксиально-поршневой гидравлический насос, содержащий по меньшей мере один поршень (2), соединенный подходящим средством (103, 113) передачи со средством (3) привода и способный скользить с возвратно-поступательным движением внутри цилиндра (101), при этом упомянутый цилиндр (101) соединен с впускным проходом (151) для текучей среды и нагнетательным проходом (161) для текучей среды, однонаправленное средство (121, 501) управления потоком текучей среды, обеспеченное в обоих проходах, нагнетательный проход (161), соединенный с нагнетательным коллектором (301), расположенным позади по ходу однонаправленного средства (501) управления потоком, отличающийся тем, что нагнетательный коллектор (301) соединен с выпускным элементом (401, 411, 431, 441) суженного потока.

2. Насос по п.1, в котором выпускной элемент суженного потока содержит проход (401) в соединении с нагнетательным коллектором (301) на одном конце и обеспеченный выпускным отверстием (441), вставку (411), поперечное сечение которой является дополнительным к проходу, размещаемому в упомянутом проходе (401).

3. Насос по п.2, в котором форма и размеры упомянутого прохода (401) являются идентичными форме и размеру упомянутого поршня (2).

4. Насос по п.3, который содержит корпус (1) из металлического материала, в котором образованы упомянутый цилиндр (101) и упомянутые впускное (151) и нагнетательные (161, 301) проходы и в котором расположен упомянутый элемент (401, 411, 441) суженного потока.

5. Насос по п.4, в котором нагнетательный коллектор (301) обеспечен клапаном (601) максимального давления, установленным для данного уровня давления.

6. Насос по п.5, в котором уровень давления находится в диапазоне от 500 до 1000 атмосфер и составляет предпочтительно приблизительно 720 атмосфер.

7. Насос по п.1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере два поршня (2), каждый способен скользить с возвратно-поступательным движением внутри цилиндра (101), и в котором нагнетательный коллектор (301) обеспечен невозвратным клапаном (321, 331), причем один из двух нагнетательных проходов (161) находится в соединении с нагнетательным коллектором (301) позади по ходу клапана (321, 331), другой проход (161) соединен с участком (351) коллектора (301) впереди по ходу клапана (321, 331), где участок (351) нагнетательного коллектора (301) имеет выпускной клапан (701), установленный для данного уровня давления.

8. Насос по п.7, в котором упомянутый уровень давления находится в диапазоне от 30 до 70 атмосфер и составляет 50 атмосфер.

9. Насос по п.8, в котором клапан (601) максимального давления соединен с нагнетательным коллектором (301) позади по ходу невозвратного клапана (321, 331).

10. Насос по п.1, в котором средство передачи содержит наклонную пластину (113), расположенную под данным углом относительно оси передаточного вала (3), соединенного со средством привода, причем ось вала (3) является параллельной оси цилиндра (101).