Насос для вязких неоднородных жидкостей Советский патент 1987 года по МПК F04B15/02 

Изобретение относится к насосо- . строению, в частности к насосам для вязких и неоднородных жидкостей.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности путем уменьшения боковой нагрузки, действующей на поршни, и очистки отработанной промывочной жидкости от абразивных частиц.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема нас оса; на фиг. 2 - сечени А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поршень со встроенным индивидуальным насосом для промывочной жидкости.

Насос содержит станину 1, рабочий 2 и конденсационный 3 цилиндры,.раз- { ещенные в каждом цилиндре с образованием соответственно поршневой 4 и 5 и штоковой 6 и 7 камер, поршень 8 и 9 .штоком 10 и 11, привод возвратно-поступательного движения поршней j8 и 9, включающий установленный на опоре 12 вращения, закрепленной на станине 1, общий двуплечий рычаг 13, каждое из плеч которого соединено с соответствующим штоком 10 и 11 рабочего 2 и компенсационного 3 цилиндров, а одно из плеч - дополнительно с кривошипно-рычажным механиз- мом, включающим кривошип 14 и шарнир- но соединенный с ним рычаг 15. Привод каждого из поршней В или 9 снабжен дополнительно шарнирно связанными между собой коромь1слом 16 или 17 и двуплечим рычагом 18 или 19, опора 20 качания коромысла 16 и опора 21 качания коромысла 17 закреплены на станине 1 симметрично относительно плоскости, проходящей через опору 12 вращения общего двуплечего рычага 13 параллельно осям расположения рабочего 2 и компенсационного 3 цилиндров. Одно плечо дополнительного двуплечего рычага 18 шарнирно соединено с коромыслом 16, второе его плечо - со штоком 10 рабочего цилиндра 2, а опора 22 вращения дополнительного рычага 18 шарнирно соединена с плечом общего двуплечего рычага 13. Аналогично одно плечо дополнительного двуплечего рычага 19 шарнирно соединено с коромыслом 17, второе его плечо - со штоком 11 компенсационного цилиндра 3, а опора 23 вращения дополнительного рычага 19 шарнирно соединена с другим плечом общего двуплечего рычага 13.

0

5

0

5

0

Указанное конструктивное исполнение привода возвратно-поступательного движения поршней 8 и 9 позволяет уменьшить боковые нагрузки, действующие на поршни со стороны привода, что обусловлено тем, что точки, соответствующие центрам шарниров в зоне соединения двуплечих рычагов 18 и 19 с соответствующими штоками 10 и 11, при вращении кривошипа 14 на участке, соответствующем длине хода поршня, движутся по траектории, практически совпадающей с прямой линией. Подбор длин плеч рычагов и координаты центров подвески коромысел и основного двуплечего рычага для каждого конкретного случая осу1цествляется аналитическим или графо-аналитическими методами.

Поршневая камера 4 рабочего цилиндра 2 оснащена всасывающим 24 и нагнетательным 25 клапанами, а поршневая камера 5 компенсационного цилиндра 3 соединена непосредственно с нагнетательным трубопроводом 26. Насос снабжен основной 27 и дополнительной 28 емкостями для промывочной жидкости. Основная емкость 27 сообщена со штоковьп 1И камерами 6 и 7 ; рабочего 2 и компенсационного 3 цилиндров при помощи отверстий 29 и 30 соответственно.

Дополнительная емкость 28 разме- 5 щена в основной емкости 27 и снабжена осадочной камерой 31 с цилиндрической стенкой фильровальной сеткой 325 отверстиями для прохода штоков 10 и 11 и диафрагмами 33, закреплен- 0 ными на штоках 10 и 11 для отделения соответствующих камер 6 и 7 от дополнительной емкости 28. Для улучшения качества очистки жидкости, поступающей из дополнительной емкости 28 в основную 27 через фильтровальную сетку 32, под последнюю можно подложить фильтровальную ткань или бумагу. Емкости 27 и 28 можно изготовить из полимерных материалов или из комби-. нации с металлом.

Для поддержания уровня жидкости в основной 27 и дополнительной 28 емкостях в стенке емкости 27 установлен запорный клапан 34 с управлением от поплавка.

Осадочная камера 31 снабжена двумя окнами 35 из прозрачного материала, расположенными диаметрально противоположно одно другому, что поз5

0

5

воляет осуществлять визуальный контроль степени заполнения осадочной камеры 31 абразивными частицами.

Каждый поршень 8 и 9 снабжен ин-, дивидуальным насосом для промывочной жидкости. Насосы идентичны, поэтому их конструктивное исполнение показано на фиг. 3 применительно к поршню 9 компенсационного цилиндра 3..

Насас для промывочной жидкости включает плунжер 36, расположенный в полости 37 поршня 9, к которой подключены всасывающий 38 и нагнетательный 39 клапаны. Плунжер 36 на выступающем конце и поршне 9 имеет кольцевой упор 40 для пружины 41 и продольный паз 42 для установки ограничителя хода всасывания, выполненного в виде штифта 43, закрепленного в поршне 9. Вход всасывающего клапана 38 сообщен со штоковой камерой 7, заполненной промывочной жидкостью из основной емкости 27. Выход нагнетательного клапана 39 сообщен с кольцевой камерой 44 между манжетами 45 поршня . Отвод промывочной жидкости из кольцевой камеры 44 производится через обратный клапан 46 и канал 47 в поршне 9 и канал 48 в штоке 11.

Оси каналов 48 в штоках 10 и 11, .выходящих в дополнительную емкость 28, ориентированы в диаметрально противоположные точки по касательным к

проекции окружности стенки осадочной должая движение, сжимает пружину 41, камеры 31 (фиг. 2, стрелки 49), что

при этом происходит уменьшение объема полости 37 индивидуального насоса, и промыв.очная жидкость из полости 37 через нагнетательный клапан 39 впрыскивается в кольцевую камеру 44 между манжетами 45 соответствующего поршня, омьгеая стенки цилиндра 2 или 3. Из кольцевой камеры 44 загрязненная смытыми со стенки соответствуюпозволяет получить направленный поток отработанной промьюочной жидкости в дополнительной емкости 28.

Создание направленного потока позволяет ускорить удаление абразивных частиц из жидкости в осадочную каме- РУ 31.

Насос работает следующим образом.

Под действием привода поршни 8 и 9 в рабочем 2 и компенсационном 3 цилиндрах совершают возвратно-поступательное движение, что приводит к периодическому увеличению и з еньшению поршневых камер 4 и 5. При увеличении объема поршневой камеры 4 рабочего цилиндра 2 происходит ее заполнение через всасывающий клапан 24 перекачиваемой средой (такт всасывания), а при уменьшении ее объема происходит вытеснение перекачиваемой среды через нагнетательный клапан 25 в нагнетательный трубопровод 26 (такт нагнетания) . В период такта нагнетания в рабочем цилиндре 2 поршень 9 компенсационного цилиндра 3 движется в противоположном направлении, увеличивая

объем поршневой камеры 5 компенсационного цилиндра 3, и часть объемной подачи рабочего цилиндра 2 поступает в компенсационный цилиндр 3, В период такта всасьшания в рабочем цилиндре

2 поршень 9 компенсационного цилиндра 3 движется в сторону уменьшения объема поршневой камеры 5, и ранее набранная в нее перекачиваемая среда вытесняется в нагнетательный трубо-

провод 26, что позволяет повысить равномерность объемной подачи насоса. При движении поршней 8 и 9 в каждом из них работают индивидуальные насосы, для промывочной жидкости. При выполнении поршнем 8 или 9 такта нагнета- ния происходит такт всасьшания в индивидуальном насосе, при этом под действием пружины 41 плунжер 36 ВБОдви гается из соответствующего поршня 8

или 9, увеличивая объем полости 37, что приводит к ее заполнению промывочной жидкостью через клапан 38 из соответствующей шнековрй камеры 6 или 7.

При выполнении поршнем 8 или 9 такта всасьгаания в конце этого хода кольцевой упор 40. плунжера 36 контактирует с торцовым упором соответствующего цилиндра, и поршень 8 и 9, продолжая движение, сжимает пружину 41,

0

при этом происходит уменьшение объема полости 37 индивидуального насоса, и промыв.очная жидкость из полости 37 через нагнетательный клапан 39 впрыскивается в кольцевую камеру 44 между манжетами 45 соответствующего поршня, омьгеая стенки цилиндра 2 или 3. Из кольцевой камеры 44 загрязненная смытыми со стенки соответствую5 щего цилиндра 2 или 3 абразивными частицами промывочная жидкость вытесняется из последнего в дополнительную емкость 28. Скорость потока промывочной жидкости по выходе из канала 48

Q резко падает, и абразивные частицы осаждаются, попадая в осадочную камеру 31. Промывочная жидкость из дополнительной емкости 28 через фильтровальную сетку 32 перетекает в основс ную емкость 27, чем -обеспечивается циркуляция промывочной жидкости. Восполнение утечек обеспечивается запорным клапаном 34, управляемым поплавком. По мере заполнения осадочной

5135

камеры 31 абразивными частицами (контроль через окна 35) они удаляются через кран.

Формула изобретения

1. Насос ,для вязких неоднородных жидкостей, содержащий станину, рабочий и компенсационньй цилиндры, раз- мещенные в каждом цилиндре с образованием поршневой и штоковой камер поршень со штоком, привод возвратно- поступательного движения поршней, включающий установленный на опоре вращения, закрегшенной на станине, общий двуплечий рычаг, каждое из плеч которого соединено с соответствующим штоком рабочего и компенсационного цилиндров, а одно из плеч.- дополни- тельно с кривошипно-рычажным механизмом, емкость для промывочной жидкости, сообщенную .со штоковыми камерами рабочего и компенсационного цилиндров, индивидуальный для каждого поршня насос для промывочной жидкости, выход которого через размещенный в поршне обратный клапан сообщен с кольцевой камерой между манжетами поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем уменьшения боковой нагрузки, действующей на поршни, и очистки отработанной промывочной жидкости от абразивных частиц, он снабжен дополнительной емкостью для промывочной жидкости с фильтровальной сеткой и осадочной камерой с цилиндрической стенкой, причем дополнительная емкость размещена в основной ем™ кости для промывочной жидкости, снабжена отверстиями для прохода штоков и диафрагмами, закрепленными на што- ках для отделения соответствующих штоковых камер от дополнительной ем- кости, поршень каждого из-цилиндров снабжен обратным клапаном и каналомj а шток - другим каналом для сообщения кольцевой камеры поршня с допол™

5 о о g

5

6

нительной емкостью, привод каждого из.

1поршней дополнительно снабжен шар- нирно связанными между собой коромыслом и двуплечим рычагом, опора качания этого коромысла закреплена на станине, одно плечо дополнительного двуплечего рычага соединено с этим коромыслом, другое плечо - со штоком соответствующего цилиндра, а опора вращения дополнительного двуплечего рычага шарнирно соединена с соответствующим плечом общего двуплечего рычага привода поршней, причем обе опоры качания коромысел размещены симметрично относительно плоскости, проходящей через опору вращения общего двуплече1 о рычага параллельно осям расположения рабочего и компенсационного цилиндров.

2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности визуальногоконтроля степени заполнения осадочной камеры абразивными частицами, осадочная камера снабжена двумя окна- ми из прозрачного материала, расположенными диаметрально противоположно одно другому,

3.Насос по По 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью получения направленного потока отработанной промывочной жидкости в дополнительной емкости, оси каналов штоков, выходящие в дополнительную емкость, ориен-и тированы в диаметрааьно противоположные точки по касательным к проекции окружности стенки осадочной камеры,

4.Насос по п. 1, отличающийся тем, что индивидуальный насос для промьшочной жидкости выполнен в виде подпружиненного относительно поршня и расположенного в его полости плунжера, имеющего продольный паз в выступающей из поршня части для установки ограничителя хода всасывания, выполненного в виде штифта, закрепленного в поршне.

27,

2Ь Jf

/ /

фие.

11

Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность насоса путем уменьшения боковой нагрузки, действующей на поршни, и очистки отработанной промьшочной жидкости (ПЖ) от абразивных частиц. Дополнительная промывочная емкость 28 с фильтровальной сеткой 32 и осадочной камерой (ОК) размещена в основной емкости 27. Загрязненная ПЖ вытесняется из кольцевой камеры 44 в емкость-28. Скорость потока ПЖ на входе в емкость 28 резко падает, и абразивные частицы осаждаются, попадая в ОК, а ПЖ попадает в емкость 27, чем обеспечивается ее циркуляция. Степень заполнения ОК визуально контролируется через прозрачные окна 35, расположенные диаметрально противоположно одно другому. С целью создания направленного пото- . ка, ускоряющего удаление абразивных частиц из ПЖ в ОК, оси каналов штоков 10 и 11, входящих в емкость 28, соответственно ориентированы. Поршни 8 и 9 снабжены индивидуальными насосами для ПЖ. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. и 9 (Л W 2S 73 зг Г5 00 сл о со с г«

Составитель В. Чашкин Редактор Н. Рогулич Техред М.Ходанич J fPf L.l--..

з1к1Г5242/34 тираж

ВНЮШИ Государственного комитета

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

Производственно

,-по графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4