ПЛУНЖЕРНЫЙ ВОДЯНОЙ НАСОС И ЕГО ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2016 года по МПК F04B9/113 F04B49/06 F15B11/17 

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Китая №201110272366.0, озаглавленной «Плунжерный водяной насос и его гидравлическая управляющая система» и поданной в Государственное Бюро по интеллектуальной собственности КНР 14 сентября 2011, которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к области технологии машиностроения, в частности к плунжерному водяному насосу и его гидравлической управляющей системе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] С увеличением общей высоты коммерческих и гражданских сверхвысотных зданий появляется проблема подачи воды в системе защиты от пожара. Широко известно, что необходимое нагнетание воды для борьбы с пожаром, подаваемой большинством пожарных источников воды, осуществляется при помощи пожарного насоса так, чтобы отвечать требованиям к давлению воды и потреблению воды при тушении пожара. Например, передвижные пожарные машины в основном снабжены пожарным насосом для подачи воды под давлением на оконечные противопожарный средства, такие как противопожарные водяные пистолеты или противопожарные водяные пушки. Очевидно, что пожарный насос с хорошими рабочими характеристиками играет важную роль при выработке тактики тушения пожаров и реализации способов тушения пожаров.

[0004] В уровне техники пожарные насосы для подачи воды по большей части включают центробежный водяной насос и плунжерный водяной насос, при этом указанные два типа водяных насосов могут подавать воду на высоту около ста метров вследствие ограничения своей конструкции, следовательно, когда в сверхвысотном здании происходит пожар, вследствие недостаточных давления и расхода воды, источник воды не может быть эффективно и вовремя перемещен, и, следовательно, невозможно управлять распространением огня, что часто приводит к большим потерям в отношении жизни и имущества. Недостатками центробежного водяного насоса являются утечки и обратный поток в процессе работы, при этом утечки и обратный поток увеличиваются одновременно с увеличением давления воды на выходе, в результате чего сложно обеспечивать соответствие давления воды на выходе стандарту, в соответствии с которым номинальное давление водяного пожарного насоса высокого давления должно быть не меньше 4,0 МПа, а в результате этого происходит снижение рабочей эффективности. Вследствие ограничений, накладываемых принципом работы, выходной расход плунжерного водяного насоса в целом не превосходит 10 л/с, что не соответствует требованиям к потреблению воды при борьбе с пожаром в сверхвысотных зданиях.

[0005] Следовательно, необходимо оптимизировать конструкцию водяного насоса для соответствия требованиям к давлению воды и выходному давлению для тушения пожаров в сверхвысотных зданиях.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Вследствие приведенных выше недостатков, техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании плунжерного водяного насоса, который обеспечивает возможность надежного увеличения выходных давления и расхода для соответствия с требованиями для тушения пожаров в сверхвысотных зданиях. На основании этого, в соответствии с настоящим изобретением обеспечена гидравлическая управляющая система плунжерного водяного насоса.

[0007] Плунжерный водяной насос в соответствии с настоящим изобретением содержит две плунжерные группы, каждая из которых содержит водяной цилиндр и масляный цилиндр, причем поршень водяного цилиндра и поршень масляного цилиндра каждой плунжерной группы перемещаются синхронно, обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса цилиндра каждого из водяных цилиндров, выполнен для обеспечения одностороннего протекания снаружи во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, и обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса цилиндра каждого из водяных цилиндров, выполнен для обеспечения одностороннего протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды, причем оба масляных цилиндра выполнены с возможностью попеременного вытягивания под управлением управляющего клапана.

[0008] Предпочтительно, плунжерный водяной насос также содержит резервуар для воды, в котором расположены оба водяных цилиндра.

[0009] Предпочтительно, сквозное отверстие, сообщающееся с резервуаром для воды, выполнено в боковой стенке корпуса цилиндра на внешнем конце камеры водяного цилиндра, расположенной со стороны штока.

[0010] Предпочтительно, внешнее выпускное отверстие для воды расположено на хвостовом конце выпускной трубы для воды, сообщающейся с обоими обратными клапанами для выпуска воды.

[0011] Гидравлическая управляющая система, применяемая к описанному выше плунжерному водяному насосу в соответствии с настоящим изобретением, содержит контур для масла под давлением и контур для возврата масла, при этом указанный управляющий клапан выполнен с возможностью принятия следующих двух рабочих положений: в первом рабочем положении контур для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра, а контур для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра; а во втором рабочем положении контур для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра, а контур для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра.

[0012] Предпочтительно, управляющий клапан содержит первый гидравлический клапан регулировки направления, расположенный между двумя камерами первого масляного цилиндра и контуром для масла под давлением и контуром для возврата масла, и второй гидравлический клапан регулировки направления, расположенный между двумя камерами второго масляного цилиндра и контуром для масла под давлением и контуром для возврата масла; а каждый из двух масляных цилиндров снабжен масляным каналом для получения сигнала, который сообщается с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра и расположен на боковой стенке корпуса цилиндра в положении, в котором расстояние между боковой стенкой и концом камеры, расположенной со стороны без штока, масляного цилиндра больше, чем длина поршня масляного цилиндра; при этом масляный канал для получения сигнала первого масляного цилиндра сообщается с управляющими масляными каналами первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления для приведения в первое рабочее положение и второе рабочее положение, соответственно, первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления, а масляный канал для получения сигнала второго масляного цилиндра сообщается с управляющими масляными каналами первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления для приведения во второе рабочее положение и в первое рабочее положение, соответственно, первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления.

[0013] Предпочтительно, гидравлическая управляющая система также содержит два клапана для получения сигнала соответственно расположенные между обоими масляными цилиндрами и соответствующими гидравлическими клапанами регулировки направления, причем каждый из клапанов для получения сигнала содержит проход для ввода масла, сообщающийся с масляным каналом для получения сигнала соответствующего цилиндра, масляный канал для балансировки давления, сообщающийся с масляным каналом камеры, расположенной со стороны штока, соответствующего масляного цилиндра и выпускной масляный канал, сообщающийся с управляющим проходом для масла соответствующего гидравлического клапана регулировки направления.

[0014] Предпочтительно, буферный обводный канал, однонаправлено присоединенный в направлении втягивания поршня, расположен в нижней части корпуса цилиндра каждого из двух масляных цилиндров и содержит выпускной масляный канал, сообщающийся с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра через нижнюю часть корпуса масляного цилиндра, и впускной масляный канал, сообщающийся с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра через боковую стенку корпуса масляного цилиндра в положении, в котором расстояние между боковой стенкой и нижней частью корпуса цилиндра больше, чем длина поршня масляного цилиндра.

[0015] Предпочтительно, первый насос выполнен для подачи масла в контур для масла под давлением, сообщающийся с первым масляным цилиндром через первый гидравлический клапан регулировки направления, и второй насос выполнен для подачи масла в контур для масла под давлением, сообщающийся со вторым масляным цилиндром через второй гидравлический клапан регулировки направления; причем между выпускным проходом каждого из двух насосов и контуром для возврата масла расположен предохранительный клапан.

[0016] Предпочтительно, предохранительный клапан является электрически управляемым предохранительным клапаном.

[0017] Плунжерный водяной насос в соответствии с настоящим изобретением содержит две плунжерных группы, каждая из которых содержит водяной цилиндр и масляный цилиндр, причем поршень водяного цилиндра и поршень масляного цилиндра каждой плунжерной группы перемещаются синхронно, иными словами, плунжерный водяной насос является гидравлически управляемым двухплунжерным водяным насосом. Обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды каждого корпуса водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания снаружи во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, и обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды каждого корпуса водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды, а два масляных цилиндра выполнены с возможностью попеременного вытягивания под управлением управляющего клапана. По сравнению с уровнем техники, настоящее изобретение преодолевает принцип построения обычных водяных насосов и использует два масляных цилиндра, вытягивающихся или втягивающихся попеременно, что вызывает попеременное движение двух водяных цилиндров, так чтобы переключаться между следующими двумя рабочими состояниями. В первом рабочем состоянии обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса первого водяного цилиндра, отсоединен, обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса первого водяного цилиндра, присоединен, при этом обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса второго водяного цилиндра, присоединен, а обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса второго водяного цилиндра, отсоединен, а также в этом состоянии корпус первого водяного цилиндра отводит воду, а корпус второго водяного цилиндра всасывает воду. Во втором рабочем состоянии обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса первого водяного цилиндра, присоединен, обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса первого водяного цилиндра, отсоединен, при этом обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса второго водяного цилиндра, отсоединен, а обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса второго водяного цилиндра, присоединен, а также в этом состоянии корпус первого водяного цилиндра всасывает воду, а корпус второго водяного цилиндра отводит воду. Надежная уплотнительная конструкция выполнена между поршнем водяного цилиндра и корпусом водяного цилиндра, что позволяет эффективно предотвращать внутреннюю утечку, и, следовательно, вследствие описанной выше оптимизированной конструкции, настоящее изобретение позволяет эффективно увеличить выходной расход и давление воды на основании непрерывной подачи воды и, как подтверждено экспериментами, настоящее изобретение позволяет полностью соответствовать требованиям защиты от пожаров в сверхвысотных зданиях, в соответствии с которыми давление воды равно 8 МПа, а выходной расход равен 40 л/с.

[0018] В предпочтительном решении по настоящему изобретению сквозное отверстие, сообщающееся с резервуаром для воды, выполнено в боковой стенке корпуса водяного цилиндра на внешнем конце камеры, расположенной со стороны штока, водяного цилиндра. Сквозное отверстие выполнено с возможностью балансировки давления, выработанного изменением объема в камере, расположенной со стороны штока, корпуса водяного цилиндра во время перемещения поршня водяного цилиндра. Когда поршень водяного цилиндра перемещается вперед в корпусе цилиндра, объем в камере, расположенной со стороны штока, водяного цилиндра увеличивается, вследствие чего образуется вакуум для всасывания наружной воды через сквозное отверстие. Когда поршень водяного цилиндра перемещается назад в корпусе цилиндра, объем в камере, расположенной со стороны штока, водяного цилиндра уменьшается, вследствие чего вырабатывается давление, которое выталкивает воду из корпуса водяного цилиндра через сквозное отверстие. Кроме того, вода может течь внутрь или наружу через сквозное отверстие так, чтобы охлаждать шток поршня масляного цилиндра, соединенный с поршнем водяного цилиндра, и, в свою очередь, шток поршня масляного цилиндра может охлаждать гидравлическое масло, таким образом эффективно управляя рассеиванием тепла в гидравлической системе.

[0019] В предпочтительном решении гидравлической управляющей системы плунжерного водяного насоса по настоящему изобретению, каждый из двух масляных цилиндров снабжен масляным каналом для получения сигнала, сообщающимся с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра, который расположен со стороны камеры, расположенной со стороны без штока, масляного цилиндра, который образован когда цилиндр с масляной средой полностью вытянут. Управляющий масляный канал первого гидравлического клапана регулировки направления сообщается с масляным каналом для получения сигнала первого масляного цилиндра, управляющий масляный канал второго гидравлического клапана регулировки направления сообщается с масляным каналом для получения сигнала второго масляного цилиндра. Иными словами, когда поршень вытянут до конца хода, соответствующее масло под давлением, вытягивающее поршень, подается назад к управляющему концу направляющего клапана другого масляного цилиндра, так чтобы перевернуть шток клапана, и наоборот, следовательно, два масляных цилиндра могут попеременно вытягиваться или втягиваться автоматически под управлением гидравлической системы, которая надежно работает. Предпочтительно, клапан для получения сигнала расположен между соответствующими масляным каналом для получения сигнала и управляющим клапаном, который может также улучшить надежность работы гидравлической операции по смене направления. И в то же время, когда поршень масляного цилиндра вытянут до предела, масло под давлением в камере, расположенной со стороны без штока, может течь в одном направлении в камеру, расположенную со стороны штока, через клапан получения сигнала, таким образом предотвращая ударное воздействие на вытянутый конец и избегая неблагоприятного воздействия на стабильность системы.

[0020] Плунжерный водяной насос и его гидравлическая управляющая система в соответствии с настоящим изобретением подходят для любого оборудования и систем для тушения пожара.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] На фиг. 1 показан общий схематический вид конструкции плунжерного водяного насоса в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения;

[0022] на фиг. 2 показан схематический вид конструкции корпуса водяного цилиндра в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения; и

[0023] на фиг. 3 показан схематический вид гидравлической управляющей системы плунжерного водяного насоса в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.

[0024] Ссылочные номера, используемые на чертежах:

1 первая плунжерная группа,

11 первый водяной цилиндр,

111 корпус первого водяного цилиндра,

12 первый масляный цилиндр,

121 масляный канал для получения сигнала,

122 поршень первого масляного цилиндра,

13 первый обратный клапан для впуска воды,

14 первый обратный клапан для выпуска воды,

2 вторая плунжерная группа,

21 второй водяной цилиндр,

211 корпус второго водяного цилиндра,

22 второй масляный цилиндр,

221 масляный канал для получения сигнала,

222 поршень второго масляного цилиндра,

23 второй обратный клапан для впуска воды,

24 второй обратный клапан для выпуска воды,

3 резервуар для воды,

4 выпускная труба,

51 первый гидравлический клапан регулировки направления,

52 второй гидравлический клапан регулировки направления,

61 первый клапан для получения сигнала,

62 второй клапан для получения сигнала,

71 первый насос,

72 второй насос,

81 первый предохранительный клапан,

82 второй предохранительный клапан,

9 сквозное отверстие.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Гидравлически управляемый двухплунжерный водяной насос, имеющий оптимизированную конструкцию согласно настоящему изобретению содержит две плунжерные группы, каждая из которых содержит водяной цилиндр и масляный цилиндр, которые перемещаются синхронно в каждой плунжерной группе, обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса каждого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания снаружи во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, и обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса каждого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды, а два масляных цилиндра выполнены с возможностью попеременного вытягивания под управлением управляющего клапана. По сравнению с уровнем техники, настоящее изобретение может увеличить выходной расход и давление воды водяного насоса, таким образом соответствуя требованиям тушения пожара в сверхвысотных зданиях.

[0026] Без потери общности, данный вариант реализации подробно описан ниже со ссылкой на чертежи.

[0027] На фиг. 1 показан общий схематический вид конструкции плунжерного водяного насоса в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения

[0028] Первая плунжерная группа 1 содержит первый водяной цилиндр 11 и первый масляный цилиндр 12, а вторая плунжерная группа 2 содержит второй водяной цилиндр 21 и второй масляный цилиндр 22. Как показано на чертеже, шток поршня масляного цилиндра каждой плунжерной группы имеет вытянутый конец, соединенный с соответствующим поршнем водяного цилиндра, так что поршень водяного цилиндра и поршень масляного цилиндра каждой плунжерной группы могут перемещаться синхронно. Для устройства в целом водяной цилиндр и масляный цилиндр могут быть расположены соосно, как показано на чертеже, а также могут быть расположены, по существу, параллельно, но очевидно, что соосная конструкция более проста в исполнении и имеет более высокий кпд при передаче энергии и, следовательно, является оптимальным решением.

[0029] Первый обратный клапан 13 для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса 111 первого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания снаружи во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, а первый обратный клапан 14 для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса 111 первого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды. Аналогично, второй обратный клапан 23 для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса 211 первого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания снаружи во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, а второй обратный клапан 24 для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса 211 первого водяного цилиндра, выполнен для обеспечения однонаправленного протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды. Так как два масляных цилиндра выполнены с возможностью попеременного вытягивания под управлением управляющего клапана, два поршня водяных цилиндров соответственно вытягиваются двумя поршнями масляных цилиндров попеременно и синхронно с двумя поршнями масляных цилиндров соответственно. Внешнее выпускное отверстие для воды расположено на хвостовом конце выпускной трубы 4 для воды, которая сообщается с двумя обратными клапанами для выпуска воды и используется для сообщения с водопроводом.

[0030] Процесс работы заключается в следующем. В камеру, расположенную со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 подают масло, а из его камеры, расположенной со стороны штока, выводят масло, и в то же время в камеру, расположенную со стороны штока, второго масляного цилиндра 22 подают масло, а из его камеры, расположенной со стороны без штока, выводят масло. В данном состоянии первый обратный клапан 13 для впуска воды отсоединен, первый обратный клапан 14 для выпуска воды присоединен и первый водяной цилиндр отводит воду, а второй обратный клапан 23 для впуска воды присоединен, второй обратный клапан 24 для выпуска воды отсоединен и второй водяной цилиндр всасывает воду. Из камеры, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 выводят масло, а в его камеру, расположенную со стороны штока, подают масло, и в то же время из камеры, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра 22 выводят масло, а в его камеру, расположенную со стороны без штока, подают масло. В данном состоянии первый обратный клапан 13 для впуска воды присоединен, первый обратный клапан 14 для выпуска воды отсоединен и первый водяной цилиндр 11 всасывает воду; а второй обратный клапан 23 для впуска воды отсоединен, второй обратный клапан 24 для выпуска воды присоединен, и второй водяной цилиндр 21 отводит воду. Надежная уплотнительная конструкция выполнена между поршнем водяного цилиндра и корпусом водяного цилиндра, что позволяет эффективно предотвращать внутреннюю утечку, и, следовательно, настоящее изобретение позволяет эффективно увеличить выходной расход и давление воды на основании непрерывной подачи воды.

[0031] Кроме того, резервуар 3 для воды может быть надежно соединен с водяным цилиндром. Как показано на чертеже, первый водяной цилиндр 11 и второй водяной цилиндр 21 расположены в резервуаре 3 для воды, а корпус водяного цилиндра и корпус масляного цилиндра надежно соединены со стенкой резервуара 3 для воды посредством соединительного выступа. Очевидно, что основная потребность во всасывании воды может быть соблюдена, так как проход для воды находится ниже линии воды резервуара 3 для воды.

[0032] Обращаясь к фиг. 2, на которой показан схематический вид конструкции корпуса водяного цилиндра в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. Сквозное отверстие 9, сообщающееся с резервуаром 3 для воды выполнено в боковой стенке корпуса водяного цилиндра (111 и 211) на внешнем конце камеры, расположенной со стороны штока, каждого из водяных цилиндров. Следует понимать, что множество сквозных отверстий 9 может быть равномерно распределено в периферическом направлении корпуса водяного цилиндра (111 и 211).

[0033] Сквозное отверстие 9 выполнено с возможностью балансировки давления, выработанного изменением давления в камере, расположенной со стороны штока, корпуса водяного цилиндра (111 и 211), во время перемещения поршня водяного цилиндра. Когда поршень водяного цилиндра перемещается вперед в корпусе цилиндра, объем в камере, расположенной со стороны штока, корпуса водяного цилиндра увеличивается, вследствие чего образуется вакуум для всасывания наружной воды через сквозное отверстие 9. Когда поршень водяного цилиндра перемещается назад в корпусе цилиндра, объем в камере, расположенной со стороны штока, водяного цилиндра уменьшается, вследствие чего вырабатывается давление, которое выталкивает воду из корпуса водяного цилиндра через сквозное отверстие 9. Кроме того, вода может течь внутрь или наружу через сквозное отверстие 9 так, чтобы охлаждать шток поршня масляного цилиндра, соединенный с поршнем водяного цилиндра, и, в свою очередь, шток поршня масляного цилиндра может охлаждать гидравлическое масло.

[0034] Помимо описанного выше плунжерного водяного насоса, в данном решении обеспечена гидравлическая управляющая система плунжерного водяного насоса. На фиг. 3 показан схематический вид гидравлической управляющей системы плунжерного водяного насоса.

[0035] Контур Р для масла под давлением и контур Т для возврата масла гидравлической управляющей системы могут использовать системный контур для масла под давлением и системный контур для возврата масла или соответствующие насосы для масла могут быть выполнены независимо для обеспечения масла под давлением, необходимой для плунжерного водяного насоса. Вследствие функциональных требований первого масляного цилиндра 12 и второго масляного цилиндра 22, управляющий клапан выполнен с возможностью принятия следующих двух рабочих положений. В первом рабочем положении контур Р для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра 22, а контур Т для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра 12 и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра 22 таким образом, что в камеру, расположенную со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 подают масло, а из его камеры, расположенной со стороны штока, выводят масло, а в камеру, расположенную со стороны штока, второго масляного цилиндра 22 подают масло, а из его камеры, расположенной со стороны без штока, выводят масло. Во втором рабочем положении контур Р для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра 12 и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра 22, а контур Т для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра 22 таким образом, что из камеры, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 выводят масло, а в его камеру, расположенную со стороны штока, подают масло, а из камеры, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра 22 выводят масло, а в его камеру, расположенную со стороны без штока, подают масло.

[0036] Следует отметить, что управляющий клапан может быть одним клапан регулировки направления, а также может быть двумя клапанами регулировки направления, т.е. первый гидравлический клапан 51 регулировки направления расположен между двумя камерами первого масляного цилиндра 12 и контуром Р для масла под давлением и контуром Т для возврата масла, а второй гидравлический клапан 52 регулировки направления расположен между двумя камерами второго масляного цилиндра 22 и контуром Р для масла под давлением и контуром Т для возврата масла. Очевидно, что конструкция с двумя клапанами регулировки направления, выполненными в соответствии с масляными цилиндрами, может также способствовать оптимизации управляющих свойств системы.

[0037] Кроме того, корпус цилиндра первого масляного цилиндра 12 снабжен масляным каналом 121 для получения сигнала, сообщающимся с внутренней камерой корпуса цилиндра, а расстояние W между масляным каналом 121 для получения сигнала и концом камеры, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра 12 больше, чем длина L поршня 122 первого масляного цилиндра. Аналогичным образом, корпус цилиндра второго масляного цилиндра 22 снабжен масляным каналом 221 для получения сигнала, сообщающимся с внутренней камерой корпуса цилиндра, а расстояние между масляным каналом 221 для получения сигнала и концом камеры, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра 22 больше, чем длина поршня 222 второго масляного цилиндра. Иными словами, когда поршень вытянут до конца хода, давление в соответствующем масляном канале для получения сигнала является давлением масла для вытягивания поршня, которое может управлять двумя клапанами направляющими клапанами для переключения между двумя рабочими положениями. Как показано на фиг. 3, масляный канал 121 для получения сигнала первого масляного цилиндра 12 сообщается с правосторонним управляющим масляным каналом первого гидравлического клапана 51 регулировки направления и левосторонним управляющим масляным каналом второго гидравлического клапана 52 регулировки направления, так чтобы приводить первый гидравлический клапан 51 регулировки направления и второй гидравлический клапан 52 регулировки направления в первое рабочее положение и во второе рабочее положение соответственно, а масляный канал для получения сигнала второго масляного цилиндра 22 сообщается с левосторонним управляющим масляным каналом первого гидравлического клапана 51 регулировки направления и с правосторонним управляющим масляным каналом второго гидравлического клапана 52 регулировки направления, так чтобы приводить первый гидравлический клапан 51 регулировки направления и второй гидравлический клапан 52 регулировки направления во второе рабочее положение и в первое рабочее положение соответственно.

[0038] Данное решение также включает два клапана для получения сигнала, первый клапан 61 для получения сигнала расположен между первым масляным цилиндром 12 и соответствующим гидравлическим клапаном регулировки направления, а второй клапан 62 для получения сигнала расположен между вторым масляным цилиндром 22 и соответствующим гидравлическим клапаном регулировки направления. Как показано на чертеже, каждый клапан для получения сигнала содержит впускной проход А, сообщающийся с масляным каналом для получения сигнала соответствующего масляного цилиндра, проход В для масла для балансировки давления, сообщающийся с масляным каналом С камеры, расположенной со стороны штока, соответствующего масляного цилиндра и выпускной масляный канал D, сообщающийся с управляющим проходом для масла соответствующего гидравлического клапана регулировки направления. Посредством описанной выше конструкции также повышается надежность гидравлической операции по смене направления, и в то же время, когда поршень масляного цилиндра вытянут так, чтобы находиться вблизи предельного вытянутого положения, масляный канал В для балансировки давления клапана для получения сигнала сообщается с контуром Т для возврата масла, а впускной проход А клапана для получения сигнала сообщается с контуром Р для масла под давлением, следовательно, масло под давлением в камере, расположенной со стороны без штока, масляного цилиндра может течь в одном направлении в камеру, расположенную со стороны штока, масляного цилиндра через клапан получения сигнала, таким образом предотвращая ударное воздействие на вытянутую концевую часть и избегая неблагоприятного воздействия на стабильность системы.

[0039] Аналогичным образом, в данном решении во избежание жесткого ударного воздействия на масляный цилиндр в крайнем втянутом положении, буферный обводный канал, однонаправлено присоединенный в направлении втягивания поршня, расположен в нижней части корпуса цилиндра каждого из двух масляных цилиндров. Как показано на чертеже, буферный обводный канал содержит выпускной масляный канал Е, сообщающийся с внутренней камерой корпуса цилиндра через нижнюю часть корпуса масляного цилиндра, и впускной масляный канал F, сообщающийся с внутренней камерой корпуса цилиндра через боковую стенку корпуса цилиндра в положении, в котором расстояние между боковой стенкой и нижней частью корпуса цилиндра больше, чем длина поршня масляного цилиндра. И аналогичным образом, когда поршень масляного цилиндра втянут так, что он находится вблизи крайнего втянутого положения, выпускной масляный канал Е буферного обводного канала сообщается с контуром Т для возврата масла, а впускной масляный канал F буферного обводного канала сообщается контуром Р для масла под давлением, следовательно, в это же время, масло под давлением в камере, расположенной со стороны штока, может течь в камеру, расположенную со стороны без штока, через обратный клапан в буферном обводном канале, тем самым предотвращая ударное воздействие на втягивающийся конец.

[0040] Как описано выше, контур Р для масла под давлением может использовать независимые насосы для масла для соответственного обеспечения масла под давлением для двух масляных цилиндров для того, чтобы лучше соответствовать функциональным требованиям плунжерного водяного насоса. Как показано на чертеже, первый насос 71 используют для подачи масла к контуру для масла под давлением, сообщающемуся с первым масляным цилиндром 12 через первый гидравлический клапан 51 регулировки направления, а второй насос 72 используют для подачи масла к контуру для масла под давлением, сообщающемуся со вторым масляным цилиндром 22 через второй гидравлический клапан 52 регулировки направления. Предохранительные клапаны (первый предохранительный клапан 81 и второй предохранительный клапан 82) соответственно расположены между выпускными проходами двух насосов и контуром для возврата масла, так чтобы поддерживать давления подачи масла двух насосов на постоянном уровне.

[0041] Предпочтительно, предохранительный клапан (первый предохранительный клапан 81 и второй предохранительный клапан 82) могут использовать электрически управляемый предохранительный клапан. Как показано на чертеже, когда управляющий клапан обесточен, впускной проход предохранительного клапана образует путь для отвода масла посредством управляющего клапана, иными словами, масло под давлением, выходящее из выпускного прохода насоса, течет напрямую назад в резервуар для масла. Когда управляющий клапан под током, предохранительный клапан функционирует для стабилизации давления, предотвращения переполнения и обеспечения защиты для безопасности. В реальной конструкции два предохранительных клапана выбирают одинаковое значение давления таким образом, что два масляных цилиндра могут работать в одинаковых рабочих условиях для обеспечения надежного переключения действия между обоими масляными цилиндрами.

[0042] Варианты реализации, описанные выше, являются только предпочтительными вариантами реализации настоящего изобретения и не должны рассматриваться в качестве ограничения объема защиты настоящего изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены и улучшения, выполненные без выхода за пределы сути и принципов настоящего изобретения, также попадают в объем защиты настоящего изобретения, определенный в формуле изобретения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в плунжерном водяном насосе и его гидравлической управляющей системе. Насос содержит две плунжерные группы (1, 2), каждая из которых содержит водяной цилиндр (11, 12) и масляный цилиндр (12, 22). Поршень водяного цилиндра и поршень масляного цилиндра каждой из плунжерных групп (1, 2) перемещаются синхронно. Содержит обратные клапаны (12, 23) для впуска воды для однонаправленного допуска снаружи во внутреннюю полость контейнера и обратные клапаны (14, 24) для выпуска воды для однонаправленного допуска из внутренней полости контейнера к внешнему выпускному отверстию для воды. Два масляных цилиндра (12, 22) выполнены с возможностью попеременного втягивания под управлением управляющего клапана. Содержит резервуар для воды, в котором расположены оба водяных цилиндра. В боковой стенке корпуса цилиндра на внешнем конце камеры водяного цилиндра, расположенной со стороны штока, выполнено сквозное отверстие, сообщающееся с резервуаром для воды. По сравнению с уровнем техники, на основании непрерывной подачи воды насос может повысить расход и давление воды на выходе. Посредством этого обеспечена гидравлическая управляющая система плунжерного водяного насоса. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Плунжерный водяной насос, содержащий две плунжерные группы, каждая из которых содержит водяной цилиндр и масляный цилиндр, причем
поршень водяного цилиндра и поршень масляного цилиндра каждой плунжерной группы выполнены с возможностью синхронного перемещения,
обратный клапан для впуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса цилиндра каждого из водяных цилиндров, выполнен для обеспечения одностороннего протекания от наружного пространства во внутреннюю камеру корпуса цилиндра, и
обратный клапан для выпуска воды, сообщающийся с проходом для воды корпуса цилиндра каждого из водяных цилиндров, выполнен для обеспечения одностороннего протекания из внутренней камеры корпуса цилиндра к внешнему выпускному отверстию для воды,
причем оба масляных цилиндра выполнены с возможностью попеременного вытягивания под управлением управляющего клапана,
причем плунжерный водяной насос также содержит резервуар для воды, в котором расположены оба водяных цилиндра, а
в боковой стенке корпуса цилиндра на внешнем конце камеры водяного цилиндра, расположенной со стороны штока, выполнено сквозное отверстие, сообщающееся с резервуаром для воды.

2. Плунжерный водяной насос по п. 1, в котором
внешнее выпускное отверстие для воды расположено на хвостовом конце выпускной трубы для воды, сообщающейся с обоими обратными клапанами для выпуска воды.

3. Гидравлическая управляющая система, применяемая к плунжерному водяному насосу по любому из пп. 1-2, содержащая
контур для масла под давлением и контур для возврата масла, при этом указанный управляющий клапан выполнен с возможностью принятия следующих двух рабочих положений:
в первом рабочем положении контур для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра, при этом контур для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра; а
во втором рабочем положении контур для масла под давлением сообщается с камерой, расположенной со стороны штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны без штока, второго масляного цилиндра, при этом контур для возврата масла сообщается с камерой, расположенной со стороны без штока, первого масляного цилиндра и камерой, расположенной со стороны штока, второго масляного цилиндра.

4. Гидравлическая управляющая система по п. 3, в которой
управляющий клапан содержит первый гидравлический клапан регулировки направления, расположенный между двумя камерами первого масляного цилиндра и контуром для масла под давлением и контуром для возврата масла, и второй гидравлический клапан регулировки направления, расположенный между двумя камерами второго масляного цилиндра и контуром для масла под давлением и контуром для возврата масла; причем
каждый из двух масляных цилиндров снабжен масляным каналом для получения сигнала, который сообщается с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра и расположен на боковой стенке корпуса цилиндра в положении, в котором расстояние между боковой стенкой и концом камеры, расположенной со стороны без штока, масляного цилиндра больше, чем длина поршня масляного цилиндра; при этом
масляный канал для получения сигнала первого масляного цилиндра сообщается с управляющими масляными каналами первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления для приведения в первое рабочее положение и второе рабочее положение, соответственно, первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления, а масляный канал для получения сигнала второго масляного цилиндра сообщается с управляющими масляными каналами первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления для приведения во второе рабочее положение и в первое рабочее положение, соответственно, первого гидравлического клапана регулировки направления и второго гидравлического клапана регулировки направления.

5. Гидравлическая управляющая система по п. 4, которая также содержит
два клапана для получения сигнала, соответственно расположенные между обоими масляными цилиндрами и соответствующими гидравлическими клапанами регулировки направления,
причем каждый клапан для получения сигнала содержит
впускной масляный канал, сообщающийся с масляным каналом для получения сигнала соответствующего масляного цилиндра,
масляный канал для балансировки давления, сообщающийся с масляным каналом камеры, расположенной со стороны штока, соответствующего масляного цилиндра и
выпускной масляный канал, сообщающийся с управляющим масляным каналом соответствующего гидравлического клапана регулировки направления.

6. Гидравлическая управляющая система по п. 5, в которой
буферный обводный канал, однонаправлено присоединенный в направлении втягивания поршня, расположен в нижней части корпуса цилиндра каждого из двух масляных цилиндров и содержит выпускной масляный канал, сообщающийся с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра через нижнюю часть корпуса масляного цилиндра, и впускной масляный канал, сообщающийся с внутренней камерой корпуса масляного цилиндра через боковую стенку корпуса масляного цилиндра в положении, в котором расстояние между боковой стенкой и нижней частью корпуса цилиндра больше, чем длина поршня масляного цилиндра.

7. Гидравлическая управляющая система по п. 6, в которой первый насос выполнен для подачи масла в контур для масла под давлением, сообщающийся с первым масляным цилиндром через первый гидравлический клапан регулировки направления, и
второй насос выполнен для подачи масла в контур для масла под давлением, сообщающийся со вторым масляным цилиндром через второй гидравлический клапан регулировки направления;
причем между выпускным каналом каждого из двух насосов и контуром для возврата масла расположен предохранительный клапан.

8. Гидравлическая управляющая система по п. 7, в которой предохранительный клапан представляет собой предохранительный клапан с электронным управлением.