Гидравлическая система Советский патент 1991 года по МПК F15B11/04 

Изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано в гидравлических системах циркуляции торцовых уплотнений химических аппаратов.

Цель изобретения - снижение энергоемкости и повышение надежности работы.

На фиг. 1 приведена схема гидравлической системы циркуляции торцового уплотнения; на фиг. 2 - вариант соединения запорных устройств; на фиг. 3 - гидравлическая схема с гасителем пульсаций; на фиг. 4 - узел I на фиг, 3; на фиг. 5 - гидравлическая система с компенсатором, на фиг. 6 - гидравлическая система, пример выполнения торцового уплотнения.

Гидравлическая система циркуляции торцового уплотнения (фиг 1)содержит теплообменник 1, пружинный поршневой гидроаккумулятор 2, представляющий собой дифференциальный цилиндр с поршнем 3, шток 4 которого уплотнен относительно корпуса цилиндра. Нижняя полость низкого давления цилиндра соединена с рабочей полостью аппарата и снабжена пружиной 5 для создания высокого давления в верхней полости большего давления, которая соединена с рабочей полостью 6 т орцового уплотнения.

Для циркуляции затворной жидкости устройство снабжено насосом 7. Цилиндр насоса разделен поршнем 8 на две полости напорную 9 и всасывающую 10 Возвратно-поступательное движение поршня 8 обеспечивается приводом через шток 11, проходящий через всасывающую полость

о о

Оч

00

ь

00

10 цилиндра, соединенную с гидролинией 7 всасывания.

Для подпитки устройство снабжено баком 12 с затворной жидкостью.

На линии, соединяющей всасывающую полость 10 цилиндра насоса 7 с напорной полостью 9, и на циркуляционной гидролинии установлены клапаны 13 и 14, исполнительные механизмы которых связаны с датчиками 15 и 16 положения штока 4 гидроаккумулятора 2.

На линиях нагнетания и всасывания насоса 7 установлены обратные клапаны 17, 18 и 19.

Клапаны 13 и 14 (фиг. 2) связаны между собой жесткой механической связью и установлены на штоке 4 гидроаккумулятора 2.

Гидролинии всасывания и нагнетания (фиг. 3) соединены между собой через гаситель 20 колебаний с перегородкой 21 и пружины 22.

Напорная полость 9 цилиндра и гидролиния всасывания насоса 7 (фиг. 3) соединены между собой компенсатором 23 с подпружиненным разделителем.

Торцовое уплотнение (фиг. 5) включает неподвижное 24 и вращающееся 25 кольца трения, поджатые пружинами 26, уплотни- тельные кольца 27, корпус 28, крышку 29 уплотнения 6, камеру 30 торцовогоуплотне- НИР 6, заполненную затворной жидкостью. Корпус 28 уплотнения закреплен на фланце 31 крышки аппарата. Торцовое уплотнение 6 герметизирует рабочую полость 32 аппарата с реакционной массой и вал 33 мешалки. При работе насоса в режиме циркуляции (клапан 14 открыт, клапан 13 закрыт) во время холостого (влево) хода поршня 8 затворная жидкость в полость насоса из емкости 12 не поступает. При работе насоса в режиме подпитки (клапан 14 закрыт, клапан 13 открыт) затворная жидкость поступает из емкости 12 в полость насоса.

Устройство работает следующим образом.

При сохранении заданного разностями площадей поршня 3 и штока 4 и усилием пружины 5 аккумулятора 2 перепада давлений между уплотнением б и аппаратом датчики перепада давления держат клапан 13 эекрытым, а клапан 14 открытым. Затворная жидкость под действием разрежения при обратном ходе (влево, фиг. 1) поршня 8 поступает в полость 9 нагнетания насоса 7 через обратный клапан 18. Вытесняемая в этот же момент из полости 10 всасывания жидкость также через клапан 18 поступает в полость 9.

При прямом (вправо, фиг, 1) ходе поршня 8 насоса 7 затворная жидкость чеоез

обратный клапан 17 вытесняется в циркуляционный контур. Под действием разрежения в этот же момент в полость 10 поступает жидкость из циркуляционного контура.

Таким образом, в циркуляционном контуре осуществляется циркуляция затворной жидкости с расходом, пропорциональным диаметру поршня 8. Соединение полости 10 с гидролинией всасывания обеспечивает не0 значительный перепад давлений между полостями 9 и 10 при прямом (вправо) ходе поршня, а следовательно, не требует значительной мощности привода насоса.

По мере утечки затворной жидкости че5 рез уплотнение происходит падение давления в циркуляционном контуре, и поршень 3 аккумулятора 2 под действием давления в аппарате и пружины 5 перемещается вверх. В заданный положением датчиков 15 и 16

0 момент открывается клапан 13, соединяющий полость 9 насоса 7 с полостью 10, закрывается клапан 14 в циркуляционном контуре.

При обратном (влево, фиг. 1) ходе порш5 ня затворная жидкость из бака 12 через обратные клапаны 19 и 18 поступает в полость 9. Туда же поступает жидкость, вытесняемая из полости 10.

При прямом (вправо) ходе поршня 8

0 часть жидкости из полости 9 вытесняется через клапан 13 в полость 10, часть - через обратный клапан 17 на подпитку циркуляционного контура. Обьем жидкости, поступающей на подпитку, пропорционален квадрату

5 диаметра штока 11.

По мере роста давления жидкости в полости б уплотнения и верхней полости аккумулятора 2 поршень 3 опускается и по сигналам датчиков 15 и 16 открывается

0 клапан 14 и закрывается клапан 13. Далее насос вновь работает в циркуляционном режиме.

Безотказная работа устройства для обеспечения затворной жидкостью торцо5 вого уплотнения обеспечивается синхронностью работы клапанов 13 и 14, Так, при переходе насоса 7 с режима циркуляции на режим подпитки для предотвращения значительного перепада давлений между по0 лостями 9 и 10 и, как следствие, выхода из строя привода насоса 7 необходимо обеспечить опережение открытием клапана 13 закрытия клапана 14. При обратном переходе необходимо опережение открытия клапана

5 14. Поставленная цель достигается объединением клапанов в один узел-гидрораспределитель с установкой на штоке пружинного гидравлического аккумулятора (фиг. 2).

Механическая связь клапанов 13 и 14 обеспечивает синхронизацию их работы,

что предотвращает выход из строя насоса 7, а следовательно, повышает безотказность работы устройства.

Для устранения пульсаций в устройстве гидролинии нагнетания и всасывания насо- са 7 соединены гасителем 20 пульсаций, что повышает надежность его работы.

Наиболее часто отказ гидравлического оборудования, эксплуатируемого в условиях низких температур, связан с пуском, ког- да вследствие увеличения вязкости рабочей жидкости или ее замерзания возрастает гидросопротивление устройства. Для устранения этого отказа устройство для обеспечения затворной жидкостью торцового уплотнения (фиг. 4) снабжено компенсатором 23. При большом гидросопротивлении устройства в момент пуска жидкость полностью или частично поступает в полость компенсатора 23, чем исключается выход из строя насоса.

Формула изобретения

1. Гидравлическая система циркуляции торцового уплотнения, содержащая пружинный поршневой гидроаккумулятор, штоковая полость которого соединена с рабочей полостью торцового уплотнения, а бесштоковая - с реактором, циркуляционный

насос, связанный с рабочей полостью торцового уплотнения, система подпитки, запорные устройства и теплообменник, причем штоковая полость гидроаккумулятора связана циркуляционной гидролинией через теплообменник со всасывающей гидролинией насоса, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости, циркуляционный насос выполнен поршневым с полостями нагнетания и всасывания, гидроаккумулятора снабжен датчиками положения его штока, полости насоса связаны между собой через обратный клапан, подключенный входом к полости всасывания, циркуляционная гидролиния дополнительной гидролинией связана с напорной полостью насоса, связанной напорной гидролинией с рабочей полостью, причем в циркуляционной и дополнительной гидролиниях установлены запорные устройства, управляемые от датчиков положения штока гидроаккумулятора.

2.Система поп. 1,отличающаяся тем, что элементы управления запорных устройств механически связаны между собой и установлены с возможностью взаимодействия со штоком гидроаккумулятора.

3.Система по п. 1,отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, она снабжена гасителем пульсаций, выполненным в виде емкости с упругим подпружиненным разделителем, одна полость которой связана с напорной гидролинией, а другая - со всасывающей гидролинией.

4.Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы в условиях низких температур, она снабжена компенсатором, выполненным в виде емкости с подпружиненным разделителем, одна полость которого подключена к полости нагнетания насоса, а другая - к гидролинии всасывания.

Изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано в гидравлических системах циркуляции торцовых уплотнений химических аппаратов. Цель изобретения - снижение энергоемкости и повышение надежности работы. Гидравлическая система содержит поршневой гидроаккумулятор 2 с поршнем 3 и штоком 4, поршневая полость связана с рабочей полостью химического аппарата, а другая полость - с рабочей полостью 6 торцового уплотнения. Циркуляционный насос 7 выполнен поршневым с полостями 9, 10 напора и всасывания, а на циркуляционной гидролинии установлены клапаны 13, 14, управление которых связано с датчиками 15, 16 положения штока 4. Гидролинии всасывания и нагнетания соединены между собой через гаситель колебаний. Полость 9 и гидролиния всасывания насоса 7 соединены между собой через компенсатор. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

Фиг I

far-2V

r lllTl ГЛГ.ГП

ФигЗ

рядя-туп

ИммИ

го

ФигЬ

Фиг.5

фиг. 6