Погружной пневмоприводной насос Советский патент 1990 года по МПК F04B9/12 F04B47/00 

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, в частности к насосным установкам для подъема жидкости с больших глубин, и может быть использовано в погружных пневмоприводных насосах.

Цель изобретения - увеличение напора и повышение надежности работы с одновременным снижением энергозатрат .

На чертеже изображен погружной пневмоприводной насос, продольный разрез.

Погружной пневмоприводной насос содержит ступенчатый корпус 1, рабочий поршень 2 с полым штоком 3, размещенный в ступени корпуса 1 большего диаметра с образованием насосной камеры 4 с всасывающим 5 и нагнетательным 6 клапанами приводной камеры 7, полый патрубок 8 с радиальными отверстиями 9 и 10 в боковой стенке. Полый патрубок 8 закреплен соосно корпусу 1 на ступени меньшего диаметра и сообщен с атмосферой. Пневмоприводной насос также содержит распределительное устройство, включающее связанный при помощи пружины 11 с рабочим поршнем 2, золотник 12, охватывающий полый патрубок 8 и установленный с возможностью осевого перемещения, и неподвижную обойму 13 с шариковыми фиксаторами 14.

Распределительное устройство размещено внутри полого штока 3, расположенного в ступени корпуса 1 меньшего диаметра. На полом штоке 3 внутри ступени корпуса 1 меньшего диаметра закреплен дополнительный поршень 15 с образованием надпоршневой полости 16. Камера 17 подвода образована между днищем дополнительного поршня 6 и наружной и внутренней поверхностями собственного полого штока 3 и ступени корпуса 1 меньшего диаметра и сообщена с источником приводной среды (не показан) посредством канала 18. Приводная камера 7 выполнена над рабочим поршнем 2 и сообщена с надпоршневой полостью 16 через отверстия 19, выполненные в полом штоке 3.

В боковой стенке полого патрубка 8 выполнен кольцевой канал 20, связанный с источником приводной среды при помощи канала 21 и сообщающий последний с надпоршневой полостью 16 посредством золотника 12 через ради0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

альные отверстия 9 в боковой стенке полого патрубка 8, который со стороны рабочего поршня 2 заглушен. На наружной поверхности золотника 12 выполнены канавки 22, расстояние между которыми равно шагу золотника 12. В одной из канавок 22 размещены шариковые фиксаторы 14 неподвижной обоймы 13. Напротив канавки 22 золотника 12 расположена канавка 23, выполненная в полом штоке 3. Для ограничения хода золотника 12 на полом патрубке 8 выполнены упоры 24 и 25. В полом штоке 3 выполнена канавка 26 на расстоянии от канавки 23, равном ходу рабочего поршня 2. В золотнике 12 выполнены радиальные отверстия 27, совпадающие попеременно с отверстиями 9 и 10 п-олого патрубка 8.

Насос работает следующим образом.

Насос изображен в положении, предшествующем нагнетательному циклу.

Приводная среда через канал 18 поступает в камеру 17 подвода. Одновременно через канал 21, кольцевой канал 20, отверстия 9 полого патрубка 8 и отверстия 27 золотника 12 приводная среда заполняет надпорш- невую полость 16 и через полый шток 3, отверстия 19 - приводную камеру. Таким образом, под воздействием приводной среды оказываются надпоршневая полость 16, камера 17 подвода и приводная камера 7.

Рабочий поршень 2 совершает движение в сторону нагнетательного клапана без противодавления. Кроме того, давление па дополнительный поршень 15 в надпоршневой полости 16 больше, чем в камере 17 подвода приводной среды, что способствует ускорению нагнетательного цикла.

В момент движения рабочего поршня 2 шариковые фиксаторы 14 под воздействием стенки канавки 23 полого штока 3 перемещаются в радиальном направлении через обойму 13 в канавку 22 золотника 12 и удерживаются там внутренней поверхностью полого штока 3 во время всего хода нагнетания. При этом пружина 11 растягивается, подготавливая переключение золотника 12. В момент совмещения осей канавки 26 и шарикового фиксатора 14 пружина 11 перемещает золотник 12 до упора 25, при этом шариковые фиксаторы 14 под воздействием стенки канавки 22 золотника 12 перемещаются в

51

радиальном направлении в канавку 26, освобождая путь золотнику 12. При этом перекрываются отверстия 9 и открываются отверстия 10.

Подпоршневая полость 16, приводная камера 7 через отверстия 20 золотника 12 и отверстия 10 полого патрубка 8 соединяются с атмосферой. Под воздействием приводной среды оказывается только камера 17 подвода Происходит перемещение дополнительного поршня 15 в направлении, соответствующем циклу всасывания. При этом золотник 12 удерживается шари- ковыми фиксаторами 14, а пружина 11 сжимается, подготавливая переключение золотника 12. При совмещении канавки 26 полого штока 3 с шариковыми фиксаторами 14 происходит пере- ключение золотника 12 до упора 24. Далее цикл повторяется.

Формула изобретения

Погружной пневмоприводной насос, содержащий ступенчатый корпус, рабочий поршень с полым штоком, размещенный в ступени большого диаметра с образованием насосной и приводной камер, полый патрубок с радиальными отверстиями в боковой стенке, закрепленный соосно корпусу на ступени меньшего диаметра и сообщенный

Q ;

5

0

146

с атмосферой, распределительное устройство, размещенное внутри полого штока, установленного в камере подвода, связанной с источником приводной среды, и включающее связанный при помощи пружины с рабочим поршнем золотник, охватывающий полый патрубок и установленный с возможностью осевого перемещения, и неподвижную обойму с шариковыми фиксаторами, отличающийся тем, что, с целью увеличения напора и повышения надежности работы с одновременным снижением энергозатрат, насос снабжен дополнительным поршнем, закрепленным на полом штоке внутри ступени меньшего диаметра с образованием надпорш- невой полости, а камера подвода образована между днищем дополнительного поршня и наружной и внутренней поверхностями соответственно полого штока и ступени меньшего диаметра, причем приводная камера выполнена над рабочим поршнем и сообщена с надпоршневой полостью через отверстия, выполненные в полом штоке, а в боковой стенке полого патрубка выполнен кольцевой канал, сообщающий источник приводной среды с надпоршневой полостью посредством золотника через радиальные отверстия, а полый патрубок со стороны рабочего поршня заглушен.

Изобретение позволяет увеличить напор и повысить надежность работы с одновременным снижением энергозатрат погружного пневмоприводного насоса. В ступени корпуса 1 большего диаметра размещен рабочий поршень (П) 2 с полым штоком (Ш) 3 с образованием насосной 4 и приводной 7 камер (К). Полый патрубок 8 с радиальными отверстиями 9 и 10 в боковой стенке закреплен соосно с корпусом 1 на ступени меньшего диаметра и сообщен с атмосферой. Распределительное устройство размещено внутри Ш 3 и установленного в К 17 подвода. К 17 связана с источником приводной среды. Устройство включает связанный при помощи пружин 11 с П 2 золотник 12. Золотник 12 охватывает патрубок 8 и установлен с возможностью осевого перемещения. Устройство также включает неподвижную обойму 13 с шариковыми фиксаторами 14 П 15 закреплен на Ш 3 с образованием надпоршневой полости 16. К 17 образована между днищем П 15 и наружной и внутренней поверхностями Ш 3 и ступени меньшего диаметра. К 7 выполнена над П 2 и сообщена с полостью 16 через отверстия, выполненные в Ш 3. В боковой стенке патрубка 8 выполнен кольцевой канал 18, сообщающий источник с полостью 16 посредством золотника 12. Патрубок 8 со стороны П 2 заглушен. 1 ил.