Гидропривод возвратно-поступательного насоса Советский патент 1984 года по МПК F04B9/08 

00

05

00

СП

Изобретение относится к объемным насосам с гидроприводом, предназначенным для перекачивания сред с широко меняющимися физико-механическими свойствами и имеющим на выходе из нагнетательного патрубка поток, приближающийся к равномерному.

Известен гидроприводной возвратно-поступательный насос, включающий рабочие цилиндры с подвижными вытеснителями, цилиндры привода, золотниковый распределитель механизма реверса с камерами управления и источник энергоносителя 1. В данном насосе механизм реверса выполнен в виде четырехходового двухпозиционного золотникового распределителя, а устройство для перемещения золотника выполнено в виде установленного на валу профилированного кулачка, снабженного механизмом вращения, имеющего две обгонные муфты, выходное звено каждой из которых связано с этим валом, а кинематическая связь между щтоком каждого приводного цилиндра и устройством для перемещения золотника выполнено в виде рейки, входящей в зацепление с зубчатым колесом, являющимся входным звеном обгонной муфты. Такое выполнение усложняет конструкцию, требует высокой точности изготовления всей кинематической цепи, снижает надежность работы насоса и затрудняет компоновку из-за наличия механических связей механизма реверса с вытеснителями, не позволяющих осуществить раздельно компоновку насосного блока и механизма реверса. Наиболее близким к изобретению техническим решением является гидропривод возвратно-поступательного насоса, содержащий насос привода, цилиндры привода с рабочими и дополнительными полостями, образованными ступенч-атыми штоками, золотник с камерами управления и переключающими поясками, через который рабочие полости цилиндров связаны с насосом привода, датчики положения, взаимодействующие со щтоками цилиндров привода 2. В известном устройстве равномерность потока в нагнетательном патрубке может быть обеспечена на каком-то частном режиме за счет подбора проходного сечения дросселя камеры управления распределителя.

Однако при изменении режима работы насоса, при увеличении объемной подачи равномерность потока в нагнетательном патрубке ухудщается, а при уменьшении объемной подачи (при уменьшении скорости движения вытеснителя) уменьшается ход вытеснителей из-за постоянства времени переключения распределителей, т.е. на разных режимах вытеснитель совершает разный ход, что приводит вследствие неравномерного износа гильз рабочих цилиндров вытеснителями и гильз цилиндров привода поршнями к выработкам (ступеням) на их

рабочих поверхностях, снижающим долговечность работы насоса и ухудшающим его ремонтопригодность.

Кроме того, чувствительность дросселя к изменению вязкости приводной среды вследствие нагрева не позволяет и на частных режимах работы насоса обеспечить высокую степень равномерности подачи, а наличие отдельного насоса подачи усложняет конструкцию.

Таким образом, недостатками известного устройства являются невозможность автоматического обеспечения высокой степени равномерности потока в нагнетательном патрубке на всех режимах при глубоком регулировании подачи, недостаточная долговечность и ремонтопригодность и усложненность.

Цель изобретения - повышение равномерности объемной подачи насоса при повышении его долговечности и ремонтопригодности.

Цель достигается тем, что в гидроприводе возвратно-поступательного насоса, содержащем насос привода, цилиндры привода с рабочими и дополнительными полостями образованными ступенчатыми щтоками, золотник с камерами управления и переключающими поясками, через который рабочие полости цилиндров связаны с насосом привода, и датчики положения, взаимодействующие со щтоками цилиндров привода, датчики положения выполнены в виде гидроцилиндров с поршнями, золотник выполнен с дополнительными камерами, соединенными с датчиками положения, а камеры управления золотни-ка связаны с дополнительными полостями цилиндров привода, а два переключающих пояска золотника выполнены с переменным сечением.

Датчики положения штока обеспечивают перемещение золотника распределителя со скоростью, пропорциональной скорости перемещения заканчивающего рабочий ход штока силового цилиндра, вследствие чего основная камера управления распределителя сообщается со сливом и дальше золотник перемещается и удерживается рабочей жидкостью, поступающей в основную камеру управления распределителя из дополнительной полости гидроцилиндра привода, начинающего рабочий ход также пропорционально скорости его перемещения. Пропорциональность скоростей перемещения штока гидроцилиндра привода и золотника обеспечивает на любом режиме постоянство хода штока цилиндра, а следовательно, и вытеснителя и высокую равномерность объемной подачи.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидропривода; на фиг. 2 - распределитель; на фиг. 3-5 - варианты выполнения крайних поясков золотника распределителя. Гидропривод включает рабочие цилиндры 1 и 2, цилиндры привода 3 и 4 и распределитель 5. Рабочие цилиндры 1 и 2 содержат вытеснители 6 и 7, всасывающие 8 и 9 и нагнетательные 10 и 11 клапаны. Вытеснители 6 и 7 жестко скреплены со штоками 12 и 13 цилиндров 3 и 4 привода. Штоки 12 и 13 цилиндров 3 и 4 привода выполнены ступенчатыми для образования с корпусами 14 и 15 дополнительных напорных полостей 16 и 17 и полостей 18 и 19 возврата. Полости 16 и 17 связаны через всасывающие клапаны 20 и 21 гидролинией 22 с маслобалом 23, а нагнетательные клапаны 24 и 25 гидролинией 26 с полостями 18 и 19 связанными через предохранительный клапан 27 гидролинией 28 с маслобаком 23. Распределитель 5 выполнен четырехходовым двухпозиционным с золотником 29. Распределитель 5 обеспечивает соединение линии нагнетания с полостями цилиндров привода 3 и 4 при запертом сливе в переходном положении и распределяет поток приводной среды от насоса 30, например регулируемой производительности, между цилиндрами 3 и 4 в момент своего переключения таким образом, что обеспечивается равномерный поток рабочей жидкости на выходе. Камеры 31 и 32 управления распределителя 5 связаны гидролиниями 33 и 34 соответственно с дополнительными полостями 16 и 17 цилиндров 3 и 4 привода. Крайние пояски 35 и 36 золотника 29 распределителя 5 выполнены переменного сечения, например, за счет выполнения на них пазов 37, конической поверхности 38 или проточки 39. Дополнительные камеры 40 и 41 управления золотника 29, отделенные от камер 31 и 32 хвостовиками 42 и 43 золотника 29, соединены гидролиниями 44 и 45 с камерами 46 и 47 датчиков 48 и 49 положения щтоков 12 и 13. Датчик положения выполнен, например, в виде гидроцилиндра с подпружиненным поршнем 50. Всасывающий коллектор 51 насоса соединен со штоковыми полостями 52 и 53 рабочих цилиндров 1 и 2 воздушным колпаком 54. Надклапанные полости нагнетательных клапанов насоса соединены между собой нагнетательным коллектором 55. Полости 56 и 57 рабочего хода цилиндров 3 и 4 привода связаны с выходами распределителя 29 магистралями 58 и 59, а вход распределителя 29 магистралями 58 и 59, а вход распределителя 5 связан с напорнЬй магистралью 60 насоса 30. Предохранительный клапан 61. предохраняет устройство от перегрузки. Камеры 46 и 47 датчиков 48 и 49 положения запитаны от сливной гидролинии 22. Гидропривод работает следующим образом. При установившемся режиме работы 8ОЛОТНИК 29 занимает одно из своих крайних положений и приводная среда от насоса 30 поступает в полость рабочего хода соответствующего цилиндра привода, например 3, воздействует через щток 12 на вытеснитель 6, который, перемещаясь, осуществляет нагнетание перекачиваемой среды в коллектор 55. Одновременно приводная среда из полостей 16 и 18 поступает в полость 19 цилиндра 4 привода, шток 13 которого жестоко связан с вытеснителем 7. Вытеснитель 7, совершая обратный ход, обеспечивает всасывание перекачиваемой среды из коллектора 51 насоса и всасывание приводной среды в полость 17 из маслобака 23. Приводная среда, поступающая из полости 16 в полость 19 цилиндра 4, обеспечивает превыщение скорости вытеснителя 7, производящего всасывание, по сравнению со скоростью вытеснителя 6, производящего нагнетание. Шток 12 через упор воздействует на поршень 50 датчика 48 положения, и рабочая жидкость, вытесняемая из его камеры 46, перемещает золотник 29. При проходе золотником 29 среднего положения камера 31 управления соединяется со сливом и далее золотник 29 перемещается приводной средой, поступающей в камеру 32 из подпиточной полости 17 в крайнее(левое по фиг. 1) положение. При перемещении золотника 29 из крайнего положения в противоположное закрывается слив приводной среды из цилиндра 4 привода, щток 13 которого к моменту перекрытия слива благодаря подпитке от полости 16 уже находится в крайнем положении обратного хода. При перемещении золотника 29 в среднее положение происходит присоединение полости 56 рабочего хода цилиндра 3 привода к полости 56 рабочего хода цилиндра 4 привода с последующим перераспределением потоков между ними, что ведет к соответствующему перераспределению скоростей вытеснителей 6 и 7, при котором скорость движения вытеснителя 6 уменьшается, а скорость движения вытеснителя 7 увеличивается, достигая своего номинального значения в момент остановки вытеснителя 6. При одновременном движении штоков 12 и 13 в одну сторону приводная среда из полостей 16-19 через предохранительныйклапан 27 перепускается в маслобак 23. При осуществлении вытеснителями 6 и 7 всасывания поршни 50 датчиков 48 и 49 положения под действием пружины выдвигаются и камеры 46 и 47, соединяясь со сливной гидролинией 22, заполняются рабочей жидкостью. Первое заполнение полостей 18 и 19 цилиндров 3 и 4 привода рабочей жидкостью может производиться заливом рабочей жидкости через специальную пробку или полости могут быть запитаны от насоса 39 через вентиль или распределитель (не показаны). Таким образом, за счет связи скоростей перемещения штоков гидроцилиндров приво5

да со скоростью перемещения золотника ном натрубке на всех режимах при глубораспределителя обеспечивается высокая сте- ком регулировании подачи при повышенной пень равномерности потока в нагнетатель- долговечности и ремонтопригодности насоса.

10 я II ./. /.

6. г ХГТТ,

Фиг.1

1087685

1. ГИДРОПРИВОД ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО НАСОСА, содержащий насос привода, цилиндры привода с рабочими и дополнительными полостями, образованными ступенчатыми штоками, золотник с камерами управления и переключающими поясками, через который рабочие полости цилиндров связаны с насосом привода, и датчики положения, взаимодействующие со щтоками цилиндров привода, отличающийся тем, что, с цель.ю повышения равномерности объемной подачи возвратнопоступательного насоса, датчики положения выполнены в виде гидроцилиндров с поршнями, золотник выполнен с дополнительными камерами, соединенными с датчиками положения, а камеры управления золотника связаны с дополнительными полостями цилиндров привода. 2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что два переключающих пояска золотника выполнены с переменным сечением. Sg