Объемный насос Данильченко Советский патент 1992 года по МПК F04B9/10 

у

Ё

Использование: перекачивание жидкостей с различными свойствами в технологических системах различного назначения. Сущность изобретения: объемный насос содержит корпус 1 с двумя торцовыми стенками, рабочий орган в виде поршня 5. связанного штоком 4 с приводом возвратно-посту- пательного движения, включающим дополнительный поршень 11, размещенный в корпусе 1 с образованием двух приводных камер 12 и 13, выполненных с возможностью попеременного сообщения с источником давления и сливом при помощи двухпозиционного золотникового распределителя, золотник 15 которого установлен с возможностью взаимодействия с рабочим органом при помощи тяги 16 и втулок 17 и 18 с размещенной между ними пружиной 19. 1 ил.

Изобретение относится к насосостро- ению, в частности к объемным насосам, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в угольной промышленности при упрочнении пород и угля нагнетанием пенополиу- ретановых составов. Оно может быть также использовано, например, при хим- монтажных и специальных строительных работах, в частности, для изготовления теплоизоляционных полуцилиндров и плит из пенопласта ФРП-1, Резопена или Рипора, а также теплоизоляционных труб, используемых в системе кондиционирования рудничной атмосферы, или при выполнении работ по воздухоизоляции, например нанесением напылительных рецептур для воздухоизоляции башенных копров и вентиляционных перемычек в выработках шахт.

Известны объемные насосы (см., например поршневые насосы ГР-16/40, ГР- 16/40П. НГР-250/50, 11ГР и 11ГРБ, 9ГР и 9МГР или плунжерные насосы НГП-1. 2НГБ- 7э, НБ-60/40 и НБ-11э в книге: Калмыков Е.П. Тампонирование горных пород при сооружении вертикальных стволов. М., Недра, 1979. 280 с., табл. 58, ил. 106, список лит. - 66 назв., УДК 622.257.1, см. с. 44-47).

Недостаток известных насосов заключается в их низкой надежности работы на твердеющих растворах из-за отказов или выхода из строя всасывающих клапанов по причине налипания на них затвердевшего материала.

Из известных объемных насосов наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является объемный насос, содержащий корпус с внутренней цилиндрической поверхностью и двумя торцовыми

Ч|

О

о

ёЈ гчэ

стенками, на первой из которых закреплен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке, связанный со штоком привода возвратно-поступательного движения рабочий орган в виде поршня, размещенного с образованием рабочей камеры во втулке, установленной подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с первой стенкой корпуса на такте нагнетания и уплотненной по наружной поверхности относительно корпуса при помощи кольцевого упругого элемента, причем втулка на торце, обращенном к первой стенке корпуса снабжена съемным стаканом с отверстием в его дне. выполненным в зоне входного отверстия нагнетательного клапана, и упором на противоположном ее торце для взаимодействия с поршнем на такте всасывания (авторское свидетельство СССР № 1665072, кл. F 04 В 7/04, приоритет 14.08.89. заявка СССР №4729301/25-29, решение о выдаче 21.02.90).

Известный объемный насос, взятый в качестве прототипа, имеет тот недостаток, что при использовании в качестве привода рабочего органа традиционного привода возвратно-поступательного движения осевой габарит увеличивается, так как, например поршень привода размещен а обособленном цилиндре привода и шток привода соединен с рабочим органом, который размещен в цилиндре насоса, а за счет того, что приводной шток насоса соединен с приводом возвратно-поступательного движения неизбежно увеличивается осевой габарит насосного агрегата.

Целью изобретения является сокращение осевого габарита при использовании в качестве привода рабочего органа гидравлического привода.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном объемном насосе, содержащем корпус с внутренней цилиндрической поверхностью и двумя торцовыми стенками, на первой из которых закреплен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке, связанный со штоком привода возвратно-поступательного движения рабочий орган в виде поршня, размещенного с образованием рабочей камеры во втулке, установленной подвижно в осевом направлении с-возможностью контакта с первой стенкой корпуса на такте нагнетания и уплотненной по наружной поверхности относительно корпуса при помощи кольцевого упругого элемента, причем втулка на торце, обращенном к первой стенке корпуса снабжена съемным стаканом с отверстием в его дне, выполненным в зоне входного отверстия нагнетательного клапана, и упором на противоположном ее торце для взаимодействия с поршнем на такте всасывания, шток привода снабжен дополнительным поршнем, размещенным в корпусе между втулкой и второй стенкой корпуса с образованием двух приводных камер, выполненных с возможностью попеременного сообщения с источником давления и сливом при помощи размещенного во вто0 рой стенке корпуса двухпозиционного золотникового распределителя, золотник которого установлен с возможностью взаимодействия с рабочим органом при помощи закрепленной на золотнике тяги и

5 размещенного в дополнительном поршне с возможностью ограниченного осевого перемещения толкателя, включающего две ступенчатые втулки с размещенной между ними пружиной.

0 Предлагаемый объемный насос отличается от прототипа тем, что шток привода снабжен дополнительным поршнем, размещенным в корпусе между втулкой и второй стенкой корпуса с образованием двух при5 водных камер, выполненных с возможностью попеременного сообщения с источником давления и сливом при помощи размещенного во второй стенке корпуса двухпозиционного золотникового распре0 делителя, золотник которого установлен с возможностью взаимодействия с рабочим органом при помощи закрепленной на золотнике тяги и размещенного в дополнительном поршне с возможностью

5 ограниченного осевого перемещения толкателя, включающего две ступенчатые втулки с размещенной между ними пружиной.

Такая новая совокупность признаков неизвестна из известных аналогичных тех0 нических решений и она обуславливает достижение нового положительного эффекта: сокращается осевой габарит при- использовании в качестве привода рабочего органа гидравлического привода. А уменьшение га5 барита приводит к уменьшению массы, экономии материальных ресурсов при изготовлении насоса, упрощает его обслуживание и др. Следует отметить, что уменьшение габарита и массы насоса имеет немаловажное значение при его использо0 вании, например в стесненных подземных условиях угольных шахт при упрочнении неустойчивой кровли способом по а.с. СССР № 1555497, кл. Е 21 D 11/00, приоритет 19.10.87 г.

5 : На чертеже изображена схема объемного насоса.

Объемный насос содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической поверхностью

л двумя торцовыми стенками, на первой из

которых закреплен нагнетательный клапан 2 с входным отверстием в этой стенке 3, связанный со штоком 4 привода возвратно- поступательного движения рабочий орган в виде поршня 5, размещенного во втулке 6 с образованием рабочей камеры 7. Втулка 6 установлена подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с первой стенкой 3 корпуса 1 на такте нагнетания и уплотнена по наружной поверхности относительно корпуса 1 при помощи кольцевого упругого элемента 8. Причем втулка б на торце, обращенном к первой стенке 3 корпуса 1уснабжена съемным стаканом 9, с отверстием в его дне, выполненным в зоне входного отверстия нагнетательного клапа- на 2, и упором 10 на противоположном ее торце для взаимодействия с поршнем 5 на такте всасывания.

Для сокращения осевого габарита насоса, шток 4 привода рабочего органа снаб- жен дополнительным поршнем 11, размещенным в корпусе 1 между втулкой 6 и второй стенкой корпуса 1 с образованием двух приводных камер 12 и 13, выполненных с возможностью попеременного сооб- щения с источником давления и сливом при помощи размещенного во второй стенке корпуса 1 двухпозиционного золотникового распределителя 14, золотник 15 которого установлен с возможностью взаимодейст- вия с рабочим органом при помощи ззкреп- ленной на золотнике 15 тяги 16 и размещенного в дополнительном поршне 11 с возможностью ограниченного осевого перемещения толкателя, включающего две ступенчатые втулки 17 и 18с размещенной между ними пружиной 19.

Дополнительный поршень 11 уплотнен по наружной поверхности относительно корпуса 1 при помощи кольцевого упругого элемента 20.

На корпусе 1 расположены всасывающий и нагнетательный патрубки 21 и 22, а также подводящий и отводящий патрубки 23 и 24 для сообщения с источником давле- ния и сливом.

Стакан 9 уплотнен по наружной поверхности относительно втулки 6 при помощи кольцевого упругого элемента 25.

Распределитель 14 в корпусе 1 установ- лен неподвижно и закреплен посредством крышки 26 гайкой 27.

Крышка 26 и распределитель 14 уплотнены по наружной поверхности относительно корпуса 1 при помощи соответствующих кольцевых упругих элементов 28.

Камера 12 и полость 29 между распределителем 14 и крышкой 26 сообщены трубопроводом 30.

Толкатель, включающий втулки 17 и 18 и пружину 19, в дополнительном поршне 11 закреплен гайкой 31. При этом втулки 17 и 18 по отношению друг к другу установлены с зазором 32.

Основной поршень 5 уплотнен по наружной поверхности относительно втулки 6 при помощи кольцевого упругого элемента 33, а внутренняя полость 34 корпуса 1 сообщена с всасывающим патрубком 21.

При отсоединении от насоса подводящих и отводящих трубопроводов (шлангов) патрубки 21, 22, 23 и 24 закрыты крышками (заглушками пробками 35.

Объемный насос работает следующим образом.

Например, при использовании насоса на нагнетательной установке для упрочнения пород неустойчивой кровли в очистном забое, патрубки 23 и 24 подсоединяют соответственно к напорной и сливной магистралям механизированной крепи. Патрубки 21 и 22 соединяют соответственно с всасывающим, опущенным в емкость с жидким компонентом скрепляющего состава, и с нагнетательным шлангами (рукавами). Затем последовательно открывают, например затвор для сообщения отводящего патрубка 24 со сливной магистралью и затвор для сообщения подводящего патрубка 23 с напорной магистралью.

После этого насос работает в автоматическом режиме, а обслуживающий персонал контролирует по манометрам давление в нагнетательной линии и в магистралях источника питания, а также при необходимости пополняет скрепляющим составом расходную емкость.

При возвратно-поступательном движении рабочего органа изменяется полезный объем рабочей камеры 7. При движении рабочего органа в сторону распределителя 14 полезный объем рабочей камеры 7 увеличивается, а при движении его в обратную сторону - уменьшается.

Например, в распределителе 14 золотник 15 занимает крайнее левое положение. При этом приводная камера 12 через трубу 30. осевое отверстие в крышке 26, полость 29, соответствующие продольные и радиальные отверстия в золотнике 15 и распределителе 14 сообщена с отводящим патрубком 24, а приводная камера 13 посредством распределителя 14 и золотника 15 сообщена с подводящим патрубком 23. Поэтому из напорной магистрали эмульсия под давлением поступает в приводную камеру 13 и под действием давления этой жидкости на дополнительный поршень 11, т.е. под действием силы, равной давлению на

площадь поперечного сечения поршня 11, рабочий орган перемещается в сторону нагнетательного клапана 2, т.е. вправо. При этом вместе с рабочим органом в виде поршня 5, штока привода 4 и дополнительного поршня 11 одновременно перемещается втулка 6 до упора своим стаканом 9 в стенку 3. В это время из приводной камеры 12 эмульсия под некоторым определенным давлением вытесняется через трубопровод 30, золотниковый распределитель 14 и отводящий патрубок 24 в сливную магистраль. За счет гидравлического сопротивления в трубопроводе 30 обеспечивается необходимое давление эмульсии в приводной камере 12, а его сила надежно прижимает упор 10 втулки 6 к поршню 5, преодолевая при этом силу трения от перемещения втулки 6 в кольцевом упругом элементе 8. Одновременному перемещению втулки 6 с рабочим органом, т.е. поршнем 5 способствует сила трения в сопряжении втулки 6 по внутренней .поверхности относительно кольцевого упругого элемента 33.

В момент соприкосновения стакана 9 со стенкой 3 поршень 5 перемещается во втулке 6, уменьшая объем рабочей камеры 7. По мере движения рабочего органа вправо в рабочей камере 7 давление увеличивается и перекачиваемая среда через нагнетательный клапан 2 вытесняется в нагнетательный патрубок 22.

При достижении крайнего правого положения рабочий орган посредством втулки 18 и пружины 19 нажимает на кольцевой выступ тяги 16 и переводит золотник 15 в крайнее правое положение. При этом приводная камера 13 через распределитель 14 и отводящий патрубок 24 сообщается со сливной магистралью, а приводная камера 12 через трубопровод 30, отверстие в крышке 26. полость 29,распределитель 14 и под- водящий патрубок 23 сообщается с напорной магистралью. В момент переключения золотника 15 рабочий орган останавливается, а золотник 15 в крайнее положение окончательно переводится (дотягивается, доталкивается) толкателем при помощи пружины 19 и соответствующей втулки 17 или 18, а после этого рабочий орган движется в противоположном направлении.

Движение рабочего органа влево начинается при закрытом нагнетательном клапане 2 и прижатом стакане 9 к стенке 3 за счет силы давления эмульсии напорной магистрали на втулку 6. По мере движения рабочего органа влево расстояние между

поршнем 5 и упором 10 втулки 6 сокращается и в момент их взаимодействия рабочая камера 7 сообщается с всасывающим патрубком 21 через внутреннюю полость 34

корпуса 1 и заполняется перекачиваемой средой. После соприкосновения поршня 5 с упором 10 втулки 6 последняя с рабочим органом продолжают i движение влево одновременно, а рабочая камера 7 и внутренняя полость 34 корпуса 1 заполняются перекачиваемой средой из всасывающего патрубка 14. При достижении крайнего левого положения рабочий орган посредством втулки 17, пружины 19 и тяги 16 переводит

золотник 15 в крайнее левое положение, цикл нагнетания повторяется. Формула изобретения Объемный насос, содержащий корпус с внутренней цилиндрической поверхностью

и двумя торцовыми стенками, на первой из которых закреплен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке, связанный со штоком привода возвратно-поступательного движения рабочий орган в виде

поршня, размещенного с образованием рабочей камеры во втулке, установленной подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с первой стенкой корпуса на такте нагнетания и уплотненной по наружной поверхности относительно корпуса при помощи кольцевого упругого элемента, причем втулка на торце, обращенном к первой стенке корпуса, снабжена съемным стаканом с отверстием в его дне. выполненным

и зоне входного отверстия нагнетательного клапана, и упором на противоположном ее торце для взаимодействия с поршнем на такте всасывания, отличающийся тем, что. с целью сокращения осевого габарита

при использовании в качестве привода рабочего органа гидравлического привода, шток привода снабжен дополнительным поршнем, размещенным в корпусе между втулкой и второй стенкой корпуса с образовакием двух приводных камер, выполненных с возможностью попеременного сообщения с источником давления и сливом при помощи размещенного во второй стенке корпуса двухпозиционного золотникового распределителя, золотник которого установлен с возможностью взаимодействия с рабочим органом при помощи закрепленной на золотнике тяги и размещенного в дополнительном поршне

с возможностью ограниченного осевого перемещения толкателя, включающего две ступенчатые втулки с размещенной между ними пружиной.