Поршневая машина Советский патент 1988 года по МПК F04B1/04 F01M1/12 

со

СХ)

о

О)

sl

Изобретение относится к насосо- строению. Целью изобретения является уменьшение габаритов насоса, что достигается введением в насос системы принудительной циркуляционной смазки со средствами охлаждения смазочной жидкости. Насос содержит корпус и пару поршень-цилиндр, образующие рабочую камеру. Приводной элемент - ползун установлен на эксцентрике приводного вала. Насос имеет систему принудительной циркуляционной смазки, включающую нако- пительньп резервуар, нагнетательньп насос смазки, рециркуляционньй сборник, рециркуляционный насос, перепускной канал с управляющим органом для регулирования заполнения рециркуляционного сборника. В накопительньй резервуар в-строен теплообменник в виде системы теплообменных труб, по которым пропускается перекачиваемая насосом среда, отводящая тепло от смазочной жидкости, находящейся в накопительном резервуаре. Смазочная жидкость подводится к поршню, снижая силы трения и отводя тепло, образующееся в результате работы насоса. 11 3.п. ф-лы, 6 ил. «о (У)

ы

Из(1Претоиие огиисится к гидромашиностроению, в частности к поршнепым машинам лля nciieKa niBaHHH жидкостр - поршневым насосам,

Цель изобретения - уменьшение габаритов пор1инев( машины.

На фиг.1 изображена поршневая машина, продольный разрез; на фиг.2 - гичраплическая схема системы смазки порите ПОТ машины; на фиг. З - ртил Л на фиг,1 на рец1 ркуляционр1ый насос; на фиг. - сечение Б-Т). на фиг. З; на фиг. 5 - поршнегшя машина, снабжен}1ая теплообменником в системе сма-эки, вариант; на фиг.6 - сечение В-В на фи г.5,

Поршневая машина, в частности nopuiHenofi насос, содержит корпус 1, по меньшей мере одну пару поршень 2иили1 лр для образования рабочей камеры 4 изменяемого объема, п насосе пылолнено ггять рабочих камер, рас- Г1оложе 1ных звездообразно.

Поршень 2 снабжен эластичным, де- формируемым 1илангообразным уплотни- тельным элементом 5 для герметизации рабочей камеры 4, Поршень 2 при по- моши ротационного приводного элемента-ползуна 6, установ.ченного на экс- центрике приводного вала 7, приводится в возвратно-поступательное движение, при этом цилиндр 3 на конце, обращенном к приводному элементу-ползуну 6, охвачен ведущим звеном в вид стакана 8, дно которого расположено с возможностью контакта по плоскости с приводным элементом-ползуном 6, его наружные стенки контактируют с корпусом 1, торец стенок стакана 8 в совокупности с цилиндром 3 и корпусом 1 образуют дополнительнхто камеру 9 переменного объема, а его внутренние стенки в совокупности с концом цилиндра 3 - вспомогательную камеру 10, причем дополнительная 9 и вспомогательная 10 камеры сообщены между собой дроссельным каналом 11, который может бытъ образован кольцевым зазором между внутренней поверх- костью стенок стакана В и внешней поверхностью цилиндра 3, Дополнительная камера 9 при помощи выравнивающего канала 12 сообщена с накопительны резервуаром 13, выполненным в виде кольцевой камеры в корпусе 1, расположенной концентрично оси вращения приводного вала 7. Накопительный резервуар 13 заполнен смазочной жидкостью. Поршень 2 при помощи прхткины

14поджат к дну стакана, а каждая рабочая камера 4 снабжена всасывающим

15и нагнетательным 16 клапанами для попеременного ее сообщения с всасывающим 17 и нагнетательным 18 коллекто- пами.

Поршневая машина снабжена устройством для смазки, выполненным в виде системы с принудительной циркуляцией включающей накопительный резервуар 13, нагнетательный насос 19 смазки, рециркуляционньп сборник 20, рециркуляционный насос 21 и перепускной канал 22 с управляющим органом 23, имеющим поплавок 24, размещенньй в рециркуляционном сборнике 20. Усфавля- ющий орган 23 служит для регулирования заполнения рециркуляционного сборника 20. Смазочная жидкость из накопительного резервуара 13 по каналу 25 поступает во всасывающую гидролинию насоса 19 смазки, откуда по каналу 26 подается через фильтр 27 в кольцеобразный коллектор 28, из которого смазка под давлением по напорным каналам 29 и 30 с встроенными дросселями 31 и 32 соответственно поступает к отдельным цилиндрам 3. По каналу 29 смазочная жидкость под давлением подается для смазки зоны контакта уплотнительного элемента 5 с цилиндром 3 и отводится из этой зоны во вспомогательную камеру 10, откуда через дроссельный канал 11 поступает в дополнительную камеру 9. Поскольку дополнительная камера 9 при помощи выравниваемого канала 12, имеющего большое сечение, сообщена с накопительным резервуаром 13, давление в дополнительной камере 9 всегда ниже, чем давление во вспомогательной камере 10, что обеспечивает направленный отвод смазочной жидкости из зоны контакта уплотнительного элемента 5 со стенкой цилиндра 3. По каналу 30 смазочная жидкость под давлением подается для смазки зоны трения стакана 8 с корпусом 1, откуда по каналам 33 попадает в зону контакта дна стакана 8 с ползуном 6 и отводится из этой зоны в рециркуляционный сборник 20. Рециркуляционный насос 21 отсасывает жидкость из рециркуляционного сборника 20 и по каналу 34 возвращает ее в накопительный резервуар 13.

Для предотвращения пенообразовачия в системе принудительной циркуляционной смаз1си ротор 35 рециркуляционного насоса 21 имеет несколько подпорньгх прорезей 36, расположенных аналогично лопаткам радиального центробежного насоса. При вращении ротора 35, находящаяся в подпорных прорезях 36, смазочная жидкость из-за значительных центробежных сил подвергается сепарации на смазку с большим или меньшим содержанием жидкой фазы или, наоборот, с меньшим или большим содержани- . ем газа или пены.

В зоне отводного окна 37, имеющего угловую протяженность менее 180, из подпорных прорезей 36 ротора 35 в радиальном направлении выбрасывается при соответствующем замедлении только та часть смазки, которая содержит очень мало газа или пены. После прохождения окна 37 подпорные прорези сообщаются с отводным окном 38, в которое попадает та часть смазки, которая содержит большое количество газа или пены, и эта часть смазки через канал 39 (фиг.З) возвращается в рециркуляционный сборник 20 по каналу 34. Между окнами 37 и 38 распо- ложены перемычки 40 и 41, при прохождении которых концы подпорньк прорезей 36 закрыты, причем перемычка 41, имеющая значительно большую угловую протяженность, служит для разделения фаз смазочной жидkocти с различной плотностью. Смазочная жидкость из рециркуляционного сборника 20 поступает на рециркуляционный насос 21 по каналу 42.

Кроме того, для отделения газа и пены в рециркуляционном насосе 21 предусмотрена щелевая полость 43, расположенная в радиальном направле- иии около ротора 35, в которой при вращении последнего создается радиальный, циркулирующий по траектории поток (фиг.4), который способствует сбору смазочной жидкости с малым содержанием газа во внешней по радиусу области, подпорных прорезей 36 и при необходимости вызывает частичный возврат пены, собранной во внутренней по радиусу области подпорной прорези 36, в направлении по всасывающей камере насоса.

Порщневой насос снабжен также насосом 44 подкачки перекачиваемой среды, представляющим собой, напри. Q 5

0 5 о Q

5

0

5

1Gp, осевой лопастной насос, ротор которого размещен в расточке 45 корпуса 1, и установлен на конце 4G приводного вала 7 (на фиг.1 и 5 роюр насоса не показан).

Перекачиваемая среда подводится к насосу 44 подкачки в его всасывающую полость 47 через отверстие 48 в крышке 49, а отводится из полости 50 при помощи радиальных каналов 51 в кольцевой всасывающий коллектор 17, от которого перекачиваемая среда по аксиальным каналам 52 (на фиг.5 показан только один такой канал), число которых равно числу pa6o4trx цилиндров .поступает к всасывающему клапану 15 соответствующей рабочей камеры 4.

Таким образом, перекачиваемая среда на входе поршневой машины находится под избыточным давлением, что обеспечивает надежное заполнение рабочей камеры 4 на такте всасывания. Поршневая машина снабжена устройством для охлаждения смазочной жидкости, включающим теплообменник, через который протекает перекачиваемая насосом среда, поток которой создается насосом 44 подкачки. Теплообменник расположен в накопительном резервуаре 13 для смазочной жидкости и включает систему каналов, по которым протекает перекачиваемая насосом среда. Система каналов теплообменника включает каналь 53, выполненные соосно каналам 52 и сообщенные с всасывающим коллектором 17. Каждый из каналов 53 входит в кольцеобразный коллекторный канал 54, выполненный в крьпике 49. С каналом 54 при помощи радиального канала 55 с регулируемым дросселем 56 сообщен присоединительный узел-распределитеЛь 57, расположенный в накопительном резервуаре 13, Диаметрально противоположно распределителю 57 в накопительном резервуаре 13 расположен другой присоединительный узел-коллектор 58, который при помощи радиального канала 59 сообщен с всасывающей полостью 47 насоса 44 подкачки. Распределитель 57 и коллектор 58 закреплены в торцовой стенке корпуса 1 и связаны между собой системой теплообменных труб 60, расположенных кольцеобразно в накопительном резервуаре 13.

Поршневая машина, в частности насос, работает следующим образом.

При вряшРччи Г7рипол 1ого папа 7 поршень 2 со стаканом 8 при помощи ротационного приводного элемента-ползуна 6 приводятся в возвратно-поступательное движение, что приводит к периодическому увеличению и уменыпе- н)тю объема рабочей камеры А. Одновре- MefiHo с приводным валом 7 приводятся

во вpaJцeниe iiacoc Д4 подкачки, нагне- Ю РО Противоток охлаждающей и ох- тательный насос 19 смазки и рециркуляционный насос 21. При увеличении

лаждаемой сред улучшает качество теплообмена и способствует более интенсивному охлаждению смазочной жидкости.

лаждаемой сред улучшает качество лообмена и способствует более инт сивному охлаждению смазочной жидк сти.

Таким образом, при реализации изобретения становится возможным счет введения системы смазки и те обмена существенно повысить рабоч параметры машины, не увеличивая с

объема рабочей камеры 4 перекачиваемая среда из всасывающего коллектора 17, в котором поддерживается избыточ- 5 ное давление, развиваемое насосом 44 подкачки, по каналу 52 и далее через всасывающий клапан 15 поступает в рабочую камеру 4, При уменьшении объема рабочей камеры 4 перекачиваемая среда 20 шественно ее габаритных размеров, из нее через нагнетательный клапан 16 вытесняется в нагнетательный коллектор 18 и далее к потребителю. При в о 3 в р а тн о- п о с т у п а те л ь н ом д в иже н ии поршня 2 в зоны контакта уплотнитель-25 ного элемента 5 с цилиндром и стакана 8 с корпусом 1 подается смазочная жидкость под давлением, что способствует снижению сил трения и отводу тепла из зон трения.30

Устройство для охлаждения смазочной жидкости работает следующим образом.

Перекачиваемая насосом среда из всасывающего коллектора 17 по каналу , 53 поступает в кольцеобразный коллекторный ка)1ал 54 и далее по радиальному каналу 55 с регулируемым дросселем 56 в распределитель 57, откуда по теплообменным трубам 60 поступает в дО коллектор 58, из которого перекачиваемая среда по радиальному каналу 59

Формула изобретен

возвращается во всасывающую полость 47 насоса 44 подкачки, чем обеспечивается направленны поток Б системе каналов теплообменника.

Поскольку теплообменные трубы 60 расположены внутри накопительного резервуара 13 со смазочной жидкостью происходит теплообмен и тем охлаждение смазочной жидкости.

Учитывая, что отводной канал 34 от рециркуля1дионного насоса 21 входит п верхнюю область накопительного ре45

50

помощи выравнивающего канала сообщена с накопительным резервуаром, выползервуара 13, а засасывание смазочной 55 ненным в виде кольцевой камеры в коржидкости нагнетательным насосом 19 смазки происходит из накопительного резервуара 13 по каналу 25, вход в

06176

который расположен в нижней ei o области, где образуется направленный поток смазочной жидкости, который является противоположным по направлению потоку перекачиваемой насосом среды в каналах теплообменника между расположенным вниту распределителем 57 и расположенным вверху коллектоРО Противоток охлаждающей и ох-

лаждаемой сред улучшает качество теплообмена и способствует более интенсивному охлаждению смазочной жидкости.

Таким образом, при реализации изобретения становится возможным за счет введения системы смазки и теплообмена существенно повысить рабочие параметры машины, не увеличивая сушественно ее габаритных размеров,

шественно ее габаритных размеров,

Формула изобретения

помощи выравнивающего канала сообщена с накопительным резервуаром, выполпусе, расположенной концентрично оси вращения приводного элемента, и заполненным смазочной жидкост1 ю.

7П

с принудительной циркуляцией, включа- ющей накопительный резервуар, нагнетательный насос смазки, рециркуляционный сборник, рециркуляционный насос и перепускной канал с управляюшим органом для регулирования уровня заполнения рециркуляционного сборника.

в рециркуляционном сборнике.

78

9,Машина по п.8, отличают а я с я тем, что проходящие дугообразно по окружности в накопительном резервуаре теплообменные трубы образуют кольцевую цилиндрическую конструкцию из расположенных рядом влоль образ тощей цилиндра труб.

0. Машина по пп.7-9, отличающаяся тем, что она снабжена насосом подкачки, сообщенным с присоединительными узлами гидролиниями подвода и отвода охлаждающей жидкости.

по eньшeй мере одним регулируемым дросселем.

16

/

2Ъ

22

rtv

15

13

17

«7

6

Г / Ц2 28 б 27

}8П617

«

/

60

/

56

57