Гидроприводной возвратно-поступательный насос Советский патент 1992 года по МПК F04B9/10 F04B43/06 

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к гидроприводнымнасосамвозвратно-поступательного действия, и может быть использовано для перекачивания сред с широким диапазоном физико-механических свойств.

Известен гидроприводной возвратно-1 поступательный насос одностороннего или двустороннего действия, включающий две перекачивающие головки, каждая из которых имеет смещающийся рабочий элемент, на противоположных концах которого находятся соответственно ведущая камера и камера перекачивания, причем оба рабочих элемента соединены друг с другом и совершают возвратно-поступательное движение.

Наиболее близким к предлагаемому является насос с флюидным приводом, который содержит корпус с первой и второй полостями, скользящий поршневой шток, расположенный внутри корпуса и связывающий первый и второй порции, расположенные на его концах, при этом поршни выполняют ходы впуска и выпуска в целях нагнетания продукта в эти полости и выдавливания.

Предусмотрено устройство для подачи среды под давлением в первую и вторую полости и система клапанов со стержнем, который во время впуска приводится в движение поршнями в целях поочередной разгрузки первой и второй полостей и образования в них давления.

|

ся

00

о ю ел

Недостатком известного насоса является то, что из-за жесткой связи между собой первого и второго поршней подвижным штоком в момент изменения направления движения поршней предложенные устройства и система клапанов со стержнем не обеспечивают равномерность истечения потока вгнагнетаТёлТ то°м коллекторе, вследствие 4efo проис бдй-ПТульсация давления.

Цель изобретения-улучшениетехнико- эксплуатационных характеристик насоса и получение равномерного потока на выходе насоса при равномерном отборе мощности от гидросистемы привода.

Поставленная цель, остигзетсятем.что каждый рабочий блок .снабжен подвижным вытеснителем, жестко связанным с подвижным штоком, и образующими совместно в корпусе рабочего блока полость возврата диафрагмы, и неподвижным вытеснителем, жестко связанным с корпусом рабочего блока и расположенным внутри подвижного вытеснителя, причем подвижный и неподвижный вытеснители выполнены с каналами, в каждом из которых установлен клапан, и между ними образована полость, являющаяся камерой подпитки, соединяющей сливную магистраль с полостью возврата диафрагмы, при этом полости возврата диафрагмы связаны между собой трубопроводом, который через два последовательно включенных подпорных клапана соединен со сливной магистралью, межклапанная полость подпорных клапанов соединена трубопроводами, имеющими обратные клапаны, с гидроприводными камерами, а реверсивное устройство выполнено в виде четырехлинейного пятипозиционного гидрораспределителя с гарантированным перекрытием слива при соединении цилиндровых окон золотником, в теле которого геометрически замкнут вращающийся кулачок, кинематически связанный с каждым подвижным вытеснителем через муфту свободного хода или храповой механизм. Также подпорный клапан, непосредственно подсоединенный к трубопроводу, связывающему полость возврата диафрагмы, настроен на значение давления достаточного для возврата подвижных вытесните/юй, а другой подпорный клапан настроен на давление предварительного сжатия среды в гидроприводной камере диафрагмы перед ее рабочим ходом.

На фиг.1 изображена принципиальная схема насоса; на фиг.2 - вариант разделения рабочей и гидроприводной камер поршнем.

Насос содержит два рабочих блока 1 и 2 (фиг. 1), каждый из которых включает в себя

рабочую камеру 3 и 4 с всасывающим 5 и нагнетательным б клапанами, подклапан- ные и надклапанные полости которых объединены соответственно всасывающим 7 и

нагнетательным 8 коллекторами. Рабочая камера 3 и 4 отделена от гидроприводной камеры 9 и 10 диафрагмой 11 и 12 с жестким центром, соединенной через подвижный шток с подвижным вытеснителем 13 и 14,

0 расположенным в полости 15 и 16 возврата диафрагмы, отделенной от гидроприводной камеры 9 и 10 уплотнением 17. Подвижный вытеснитель 13 и 14 выполнен с каналом 18, в котором установлен клапан 19.

5 Полости 15 и 16 возврата диафрагмы соединены между собой трубопроводом 20, который через два последовательно включенных подпорных клапана 21 и 22 соединен со сливной магистралью 23.

0 Межклапанная полость подпорных клапанов 21 и 22 соединена с гидроприводными камерами 9 и 10 посредством обратных клапанов 24 и 25 и трубопроводов 26 и 27. Подвижный вытеснитель 13 и 14 имеет

5 возможность осевого перемещения как относительно уплотнения 28, так и относительно уплотнения 29, расположенного на неподвижном вытеснителе 30 и 31. В последнем имеется канал 32. в котором уста0 новлен клапан 33. Неподвижный вытеснитель 30 и 31 расположен внутри подвижного вытеснителя 13 и 14 и совместно образуют полость, которая является камерой 34 и 35 подпитки. В ней расположено

5 демпфирующее устройство дроссельного типа 36 и 37.

Подвижный вытеснитель 13 и 14 кинематически связан с входным звеном муфты 38 свободного хода, или храпового механиз-.

0 ма, выходное звено которой закреплено на валу кулачка 39, геометрически замкнутого в теле золотника реверсивного гидрораспределителя 40, причем кинематическая связь между кулачком 39 и подвижным вы5 теснителем 13 и 14 осуществляется при прямом ходе последнего. Кинематическая связь подвижного вытеснителя 13 и 14 с муфтой 38 свободного хода выполнена, например, в виде зубчатой рейки 41 и 42, жес0 тко связанной с подвижным вытеснителем 13 и 14, и зубчатого колеса 43 и 44.

Масло из маслобака 45 в реверсивный гидрораспределитель 40 подается маслона- сосом 46 через фильтр 47 по силовой маги5 страли 48, на которой установлен предохранительный клапан 49, осуществляющий при необходимости сброс масла в маслобак 45 через сливную магистраль 23. Рабочая камера 3 и 4 может быть отделена от гидроприводной камеры 9 и 10 рабочим поршнем 50, соединенным через шток с приводным поршнем 51, при этом полость между ними может использоваться для циркуляции промывочной жидкости (фиг.2).

Насос работает следующим образом.

Подвижный вытеснитель 13 и 14 устанавливают в положение, соответствующее окончанию обратного хода (крайнее левое на фиг.1), а гидравлическая система заполняется приводной средой.

От маслонасоса 46 масло по силовой магистрали 48 поступает в цилиндровое окно реверсивного-.гидрораспределителя 40. Если его золотник находится в крайнем положении, например а, то масло поступает по трубопроводу 27 в гидроприводную камеру 10 и воздействует на перекачиваемую среду через диафрагму 12, что приводит к вытеснению перекачиваемой среды из рабочей камеры 4 через клапан 6 в нагнетательный коллектор 8 и далее к потребителю.

Подвижный вытеснитель 14. жестко связанный с диафрагмой 12, совершает одновременно с ней прямой ход, при этом масло вытесняется из полости возврата диафрагмы 16 по трубопроводу 20 в полость возврата диафрагмы 15, при этом подвижный вытеснитель 13 совершает обратный ход. При движении подвижного вытеснителя 14 масло из сливной магистрали 23 через клапан 33 поступает в камеру 35 подпитки. Подпорный клапан 21 закрыт, так как его давление открытия выше, чем давление, необходимое для перемещения подвижного вытеснителя 13. Скорость обратного хода подвижного вытеснителя-13 несколько больше, чем скорость прямого хода подвижного вытеснителя 14, так как в полость возврата диафрагмы 15 дополнительно поступает масло из камеры 34 подпитки через клапан 19.

Диафрагма 11, жестко связанная с подвижным вытеснителем 13, совершает одновременно с ним обратный ход, при этом перекачиваемая среда через клапан 5 поступает в рабочую камеру 3, а масло из гидроприводной камеры 9 по трубопроводу 26 поступает в цилиндровое окно и слив гидрораспределителя 40 и, далее, по сливной магистрали 23 в маслобак 45. При указанном движении подвижных вытеснителей 13 и 14 и жестко связанных с ними зубчатых реек 41 и 42 происходит вращение колес 43 и 44 в противоположные стороны, при этом кулачок 39 получает вращение только от колеса 44.

В конце обратного хода подвижного вытеснителя 13 поршень демпфирующего устройства 36 входит в контакт с неподвижным вытеснителем 30, что приводит к дросселированию масла через демпфирующее устройство, при этом повышается давление в

трубопроводе 20, в результате чего подпорный клапан 21 открывается, и масло через клапан 24 по трубопроводу 26 поступает в сливное окно гидрораспределителя 40 и далее по сливной магистрали 23 в маслобак 45.

0 В результате происходит торможение подвижного вытеснителя 13.

В дальнейшем, после остановки подвижного вытеснителя 13, движение подвижного вытеснителя 14 приводит к

5 перемещению золотника в такое положение, при котором закрывается сливЯое окно гидрораспределителя 40 (положение б). При этом в гидроприводной камере 9 устанавливается давление, по своему значению рав0 ное перепаду на подпорном клапане 22. Таким образом, производится ее подготовка для последующего подсоединения к гидроприводной камере 10, осуществляемого при соединении друг с другом цилиндровых

5 окон гидрораспределителя 40 (положение в). В данном положении гидрораспределителя при движении его золотника цилиндровое окно и поток масла, поступающего через него в гидроприводную камеру 9, увеличи0 вается, а цилиндровое окно и поток масла, поступающего через него в гидроприводную камеру 10, уменьшается. Пропорционально этому перекачиваемая среда поступает в нагнетательный коллектор 8 из

5 обоих рабочих камер 3 и 4, при этом, благодаря постоянству суммарного объема масла, поступающего от маслонасоса 46 через гидрораспределитель 40, обеспечивается равномерность потока на выходе из насоса.

0 Слив масла из полостей возврата диафрагмы 15 и 16 продолжает осуществляться через подпорные клапаны 21 и 22/

В положении г гидрораспределителя 40, когда закрыто цилиндровое окно, через ко5 торое масло поступает в гидроприводную камеру 10, все масло начинает поступать в гидроприводную камеру 9, а перекачивав- мая среда поступает в нагнетательный коллектор 8 только из рабочей камеры 3. При

0 этом клапан 24 закрыт, а подвижный вытеснитель 13 движется с постоянной скоростью и через рейку 41, колесо 43 и муфту 38 продолжает вращать кулачок 39, который, в свою очередь, перемещает золотник гидро5 распределителя 40, открывая в положении д его сливное окно, соединяющее гидропри- , водную камеру 10 через трубопровод 27 и сливную магистраль 23 с маслобаком 45. При этом давление в трубопроводе 20 понижается, подпорные клапаны 21 и 22 закрываются, а подвижный вытеснитель 14 начинает совершать обратный ход.

Если первоначально золотник реверсивного гидрораспределителя 40 находится в любом из промежуточных положений, работа гидроприводного диафрагменного насоса будет аналогична описанному выше. Отличие заключается в том, что в положениях б и в гидрораспределителя 40 сокращается первый прямой ход подвижного вытеснителя 14, а в положении г сокращается первый прямой ход подвижного вытеснителя 13.

Реализация указанной схемы позволяет получить равномерный поток на выходе из насоса при равномерном отборе мощности от гидросистемы привода.

Формула изобретения

1. Гидроприводной возвратно-поступательный часос, содержащий два рабочих блока, каждый из которых включает рабочую и гидроприводную камеры, разделенные эластичной диафрагмой, имеющей жесткий центр, связанный с подвижным штоком, и распределительное реверсивное устройство, подключенное к гидросистеме привода с силовой и сливной магистралями, отличающийся тем, что, с целью улучшения технико-эксплуатационных характеристик насоса и получения равномерного потока на выходе насоса при равномерном отборе мощности от гидросистемы привода, каждый рабочий блок снабжен подвижным вытеснителем, жестко связанным с подвижным штоком и образующим совместно в корпусе рабочего блока

полость возврата диафрагмы, и неподвижным вытеснителем, жестко связанным с корпусом рабочею блока и расположенным внутри подвижного вытеснителя, причем

подвижный и неподвижный вытеснители выполнены с каналами, в каждом из которых установлен клапан, и между ними образована полость, являющаяся камерой подпитки, соединяющей сливную магистраль с полостью возврата диафрагмы, при этом полости возврата диафрагмы связаны между собой трубопроводом, который через два последовательно включенных подпорных клапана соединен со сливной магистралью, межклапанная полость подпорных клапанов соединена трубопроводами, имеющими обратные клапаны, с гидроприводными камерами, а реверсивное устройство выполнено в виде четырехлинейного пятипозиционного гидрораспределителя при контакте последнего с кулачком, установленным с возможностью вращения и кинематически связанным с каждым подвижным вытеснителем через муфту свободного хода или храповой механизм.

2. Насос по п.1,отличающийся тем, что подпорный клапан, непосредственно подсоединенный к трубопроводу, связывающему полости возврата диафрагмы, настроен на значение давления достаточное для возврата подвижных вытеснителей, а другой подпорный клапан настроен на давление предварительного сжатия среды в

гидроприводной камере диафрагмы перед ее рабочим ходом.

49

/J

Редактор Е.Папп

Щи г 2

Составитель А.Розанов

Техред М.МоргенталКорректор М.Демчик

1753025

Сущность изобретения: каждый рабочий блок снабжен подвижным вытеснителем, жестко связанным с корпусом с подвижным штоком и образующим в корпусе рабочего блока полость возврата диаф рагмы. Неподвижный вытеснитель жестко связан с корпусом и расположен внутри подвижного вытеснителя. Вытеснители выполнены с каналами, в каждом из к-рых установлен клапан. Оба вытеснителя образуют полость, к-рая вместе с каналами и клапанами является камерой подпитки, соединяющей сливную магистраль с камерой возврата диафрагмы. Полости связаны трубопроводом, к-рый через два последовательно включенных подпорных клапана соединен со сливной диафрагмой. Межклапанная полость клапанов соединена трубопроводами, имеющими обратные клапаны, с гидроприводными камерами. Реверсивное устр-во выполнено в виде четы- рехлинейногопятипозиционного гидрораспределителя с гарантированным перекрытием слива при соединении цилиндровых окон золотников. В теле гидрорасп- ределителя геометрически замкн т вращающийся кулачок, кинематически связанный с каждым подвижным вытеснителем через муфту свободного хода или храповый механизм. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ё