Поршневой насос Советский патент 1987 года по МПК F04B11/00 

Изобретение относится к насосо- строению, касается nopuiiiCBbix насосов и может найти применение для перекачки текущих сред в различных отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности снижения пульсации подачи и давления нагнетаемой жидкости.

На фиг.1 приведен насос, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 .

Насос содержит цилиндры 1, соединенные между собой нагнетательным коллектором 2 с нагнетательными клапанами 3. По концам коллектора 2 установлены пневмокомпенсаторы 4. Последние расположены оппозитно в противоположных глухих торцовых стенках 5 .коллектора 2, причем площадь прохода коллектора 2 выполнена в соответствии со следующим соотношением:

f -F

(y+liYp

,8V(

(1)

где f J

вредный

площадь прохода коллекто pa 2;

относительный объем цилиндра 1;

VP - рабочий объем цилиндра 1;

V - объем тарелки нагнетательного клапана 3;

F - площадь сечения нагнета - тельного клапана 3;

F| - плоЩаДь сечения поршня 6.

Поршни 6 расположены в цилиндрах и связаны с приводом посредством штоков 7. Цилиндры снабжены также всасывающими клапанами 8.

При работе насоса поршни 6 перемещаются со сдвигом по фазе в цилиндрах 1 со скоростями, изменяющимися по синусоидальному закону. В процесс перемещения поршней 6 в 1Ц1линдрах 1 происходит периодическое всасывание перекачиваемой среды в щшиндры 1 через всасывающие клапаны 8 и нагнетание, ее в коллектор 2 через нагнетательные клапаны 3. I

За счет переменной скорости движения лоршней 6 в коллекторе 2 возникают пульсации подачи и, как следствие, пульсации давления, которые без учета сжимаемости жидкости определя- ютея по формуле

ililiUiJl. EQ

f

dt

(2)

ьр - амплитуда пульсации давления ; 1 - расстояние от выхода крайнег,

го цилиндра до ближайшего пневмокомпенсатора 4; 1 - расстояние между пневмоком- пенсаторами 4;

dQ dt

скорость изменения подачи пер€;качиваемой среды в результате изменения скорости движения поршней 6; р - плотность перекачиваемой

среды.

Формула (2) показывает, что эффективность гашения пульсации повышается с увеличением площади прохода коллектора. 1%1нимальное значение площади прохода коллектора 2, вьш1е которого дальнейшее увеличение площади прохода коллектора 2 практически не приводит к дальнейшему снижению пульсации, может быть определено из анализа волновых процессов, происхо- дящих в коллекторе 2 с оппозитным расположением пневмокомпенсаторов 4 и характеризующихся соотношениями

„ Шц /04 Pr,.. W sincf,, ()

ас

1(ти,+тк, )Е гоц тц+Шк./.ч

Р.. w,s.,f- -;---;при v,,

РС,С W

sincf,

(тц+0,5т|,)Б,

V,. + VK

при

m rti ц О а 5m ц;

v7 ro75VK

V,,

45)

где р

0

ас

W.

5

IOH

m,

0

амплитуда давления в крайних цилиндрах 1; амплитуда давления в среднем цилиндре 1; максимальная скорость перемещения поршней 6; угол запаздывания открывания нагнетательных клапанов 3;

приведенная к площади сечения поршня масса поступательно движущихся элементов в цилиндре 1; площадь сечения нагнетательного клапана 3; радиус кривошипа привода (не показан);

модуль объемной упругости рабочей жидкости; полный объем перекачиваемой среды в цилиндрах 1;

3 1312244

- объем перекачиваемой среды в коллекторе 2 между вь хо- дами крайних цилиндров и ближайшими пневмокомпенса- торами 4; с

- масса перекачиваемой среды в указанном объеме коллек-- тора 2;

- полный внутренний объем коллектора 2, заполненный пе- 0 рекачиваемой средой;

, - масса перекачиваемой среды в объеме V.

те кл вл ч по са жи ло гл пр по со

Из.условия минимума амплитуды давления на BEiixoAe насоса с учетом выражений (2)-(5) определяют условие выбора площади прохода коллектора 2, которое характеризуется соотношением (1).

Формула изобретения

Поршневой насос, содержаш,ий цилиндры, соединеннее между собой нагнетательным коллектором с наг нетательными клапанами, по концам которого установлены пневмокомпенсаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности снижения пульсации подачи и давления нагнетаемой жидкости, пневмокомпенсаторы расположены оппозитно в противоположных глухих торцовых стенках коллектора, причем площадь прохода коллектора выполнена в соответствии со следукадим соотношением

ff

f iF

llillyp

Vp+7,8V(Fn/Fj

где f - площадь прохода коллектора;

VP V

FX F

-относительный вредный объем цилиндра;

-рабочий объем цилиндра;

-объем тарелки нагнетательного клапана;

-площадь сечения нагнетательного клапана;

-ппоп1адь сечения порщня,

Изобретение относится к насо- состроению и м.б. применено для перекачки текучих сред. Цепь изобретения - повышение эффективности снижения пульсации подачи и давления на- жидкости. Пневмокомпенса- торы 4 расположены оппозитно в противоположных глухих торцовых стенках 5 коллектора 2. Площадь прохода коллектора 2 выполнена по определенному соотношению, обеспечивающему условие минимума амплитуды давления на выходе насоса. 2 ил. ю ю

Редактор Л.Лангазо

Составитель В.Грузрцюв Техред А.Кравчук

Заказ 1947/31Тираж 575Подписное

ВННИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,-д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Корректор С.Черни