Функциональный объемный насосный агрегат Советский патент 1984 года по МПК F04B13/00 

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух гидроуправляемых клапанов, один из которых является нормально открытым и установлен между штоковой полостью и гидролиниеи низкого давления, а другой - нормально закрытым и установлен между штоковрй полостью и гидролинией высокого давления.

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ОБЪЕМНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен вытеснитель, связанный с приводным щтоком, расположенным в щтоковой полости, причем рабочая камера имеет компенсатор с подпружиненным разделителем и подключена через клапаны к гидролинням высокого и низкого, давления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и КПД, он дополнительно снабжен управляемым по давлению в рабочей камере распределительным устройством, a щтоковая полость сообщена через это распределительное устройство с гидролиниями высокого и низкого давления.

1

Изобретение относится к насосостроению, а именно к функциональным объемным насосным агрегатам, и может найти применение в гидросистемах опреснительных установок, системах дозирования жидкостей, системах очистки жидкостей и в технологических линиях.

Известны функциональные объемные насосные агрегаты, содержащие корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен вытеснитель, связанный с регулируемым приводом возвратно-поступательного перемещения 1.

Недостаток таких насосных агрегатов - отсутствие возможности регулирования вида характеристик и сложность регулирования на ходу объемной подачи. Все это ограничивает функциональные возможности агрегатов и затрудняет управление ими.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является функциональный объемный насосньш агрегат, содержащий корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен вытеснитель, связанный с приводным штоком, расположенным в штоковой полости, причем рабочая камера имеет, компенсатор с подпружиненным разделителем и подключена через клапаны к гидролиниям высокого и низкого давления 2.

Недостаток известного насосного агрегата - некоторая ограниченность функциональных возможностей из-за того, что он не способен работать в режиме, близком к режиму постоянства мощности. Это требует применения привода завыщенной мощности, который при малых нагрузках работает как правило с КПД более низким, чем на номинальных режимах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и КПД насосного агрегата.

Цель достигается тем, что функциональныйобъемный насосный агрегат, содержащий корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен вытеснитель, связанный с приводным щтоком, расположенным в штоковой полости, причем рабочая камера имеет компенсатор с подпружиненным разделителем и подключена через клапаны к гидролиниям высокого и низкого давления, дополнительно снабжен управляемым

по давлению в рабочей камере распределительным устройством, а штоковая полость сообщена через это распределительное устройство с гидролиниями высокого и низкого давления.

При этом распределительное устройство может быть выполнено в виде двух гидроуправляемых клапанов, один из которых является нормально открытым и установлен

между штоковой полостью и гидролинией низкого давления, а другой - нормально закрытым и установлен между щтоковой полостью и гидролинией высокого давления. На фиг. 1 изображен вариант исполнения агрегата с вытеснителем в виде порш5 ня; на фиг. 2 - вариант исполнения вытеснителя в виде диафрагмы с гидроприводом. Насосный агрегат содержит корпус 1, в котором с образованием рабочей камеры 2 размещен вытеснитель 3, связанный с приводным щтоком 4, расположенным в штоковой полости 5. Рабочая камера 2 может иметь компенсатор 6 с подпружиненным разделителем 7 (см. фиг. 1) и подключена через клапаны 8 и 9, соответственно всасывающий и нагнетательный, к гидро5 линиям BbfcoKoro и низкого давления, соответственно 10 и 11. Вытеснитель 3 (см. фиг. 2) связан со штоком 4 через промежуточную жидкость в приводной камере 12 и поршень 13 гидропульсатора.

Насосный агрегат дополнительно снабжен управляемым по давлению в рабочей камере 2 распределительным устройством

14(см. фиг. 2), а штоковая полость 5 сообщена через это распределительное устройство 14 с гидролиниями высокого и низ5 кого давления 10 и 11.

Распределительное устройство может быть выполнено в виде двух гидроуправляемых клапанов 15 и 16 (см. фиг. 1), один из которых (клапан 15) является нормально открытым и установлен между

штоковой полостью 5 и гидролинией 11 низкого давления, а другой (клапан 16) - нормально закрытым и установлен между штоковой полостью 5 и гидролинией 10 высокого давления. Распределительное уст5 ройство 14 или гидроуправляемые клапаны

15и 16 имеют управляющую гидролинию 17 или каналы управления 18 и 19, подключенные к рабочей камере 2. Штоковая полость 5 (см. фиг. 2) герметизирована разделителем 20 и сильфонным уплотнителем 2.1 штока 4, выполняющим одновременно функции подпиточного бачка для приводной камеры 12, имеющей клапан 22 сброса и клапан 23 подпитки. Подобную же систему, состоящую из клапана 24 сброса и клапана 25 подпитки, имеет и штоковая полость 5. Разделитель 7 компенсатора 6 может иметь регулируемый упор 26. Другим упором служит стенка 27, корпуса 1. В гидролинию 10 высокого давления включен, например, опреснитель 28. Между гидролинйями 10 и 11 высокого и низкого давления может быть установлен вентиль 29. Шток 4 связан с приводом 30.

На.сосный агрегат работает следующим образом. При включении привода 30 шток 4 совершает возвратно-поступательные перемещения совместно с вытеснителем 3. В начале каждого такта нагнетания закрывается всасывающий клапан 8 и в камере 2 давление возрастает до величины, необходимой для перемещения разделителя 7 к упору 26 и затем для открытия клапана 15, который удерживается только пружиной. Далее давление в камере 2 повышается до давления, необходимого для открытия клапана 16, который удерживается в закрытом состоянии пружиной и давлением в гидролинии 10. После этого давление в камере 2 еще повышается до рабочего давления в гидролинии 10, происходит открытие нагнетательного клапана 9 и вытеснение дозы текучей среды в гидролинию 10 высокого давления. Величина дозы определяется разностью рабочего объема камеры компенсатора 6, который задается определённой установкой упора 26. При этом после открытия клапана 16 жидкость под давлением нагнетания возвращается частично в штоковую полость 5, снижая несколько объем вытесненной дозы, но создавая при этом усилие на вытеснителе 3, помогающее приводу 30 осуществлять его движение на нагнетание. В результате привод 30 преодолевает только усилие, пропорциональное; площади сечения штока 4, что снижает необходимые для обеспечения рабочего цикла агрегата затраты энергии.

При движении вытеснителя на такт всасывания в процессе падения давления в камере 2 закрываются клапаны 9 и 16, открывается клапан 15, а затем - клапан 8. При этом осуществляется заполнение рабочей камеры 2 новой порцией перекачиваемой среды и сброс отработавшей жидкости из щтоковой полости 5 через клапанЛ5 в гидролинию 11 низкого давления.

Подключение щтоковой полости 5 (см. фиг. 2) происходит через распределительное устройство 14, выполняющее функции клапанов 15 и 16.

Таким образом, при наличии давления нагнетания в гидролинии 10 часть жидкости сбрасывается в гидролинию 11 низкого давления, совершая при этом работу по перемещению вытеснителя 3, а подача насосного агрегата минимальна и пропорциональна площади поперечного сечения штока 4. Это позволяет уменьшить установочную мощность привода 30, так как в рабочем режиме при высоких давлениях агрегат создает малую подачу.

При отсутствии давления в гидросистеме, например при ее промывке и т. п., клапан 16 остается постоянно в закрытом состоянии, в котором удерживается пружиной. При этом щтоковая полость 5 постоянно сообщена через открытый клапан 15 с гидролинией 11 низкого давления. В это.м случае объем вытесняемой в цикле перекачиваемой среды и усилие на привод 30 пропорциональны эффективной площади вытес-. нителя 3, которая существенно больше площади щтока 4. Но так как давление нагнетания отсутствует или мало, то нагрузка на привод 30 не превышает той, которая имеет место при действии на него усилия в рабочем режиме. В то же время подача насосной установки максимальна. Следовательно, и в этом случае насосная установка работает в оптимальном режиме, близком к режиму постоянства мощности, с высоким КПД.

Таким образом, за счет возможности работы как с высокими подачами при малом давлении, так и с малыми подачами при высоком давлении при ограниченной мощности привода 30 достигается расширение функциональных возможностей насосной , установки и повышается ее КПД.

JO

LJ