Пневмонасос Советский патент 1992 года по МПК F04B9/12 

Изобретение относится к насосострое- нию, касается пневмонасосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства.

Известен пневмонасос, имеющий пнев- моцилиндр, разделенный приводным поршнем, связанным штоком с поршнем гидроцилиндра, на две приводные камеры, соединенные выходными пневмолиниями с управляющими полостями механического клапанного переключателя.

К недостаткам такого пневмонасоса можно отнести низкий КПД и неудовлетворительные выходные характеристики, связанные с использованием гидронасоса одностороннего действия, негерметичностью подвижных седел в механическом кла- панном переключателе, а также дополнительными потерями приводной среды (газа) вследствие неопределенности положения поршня пневмоцилиндра в момент срабатывания переключателя, а также большие осевые габариты,обусловленные необходимостью располагать соосно шток механического клапанного переключателя и шток, соединяющий поршни пневмоцилиндра и гидроцилиндра.

Из известных пневмонасосов ближе всех к предлагаемому по технической сущности является пневмонасос, содержащий приводной поршень со штоком, установленные в пневмоцилиндре с образованием двух приводных камер, распределительное устройство для попеременного сообщения при помощи пневмолинии каждой из приводных камере источником сжатого газа и атмосферой, включающее двухпозиционный пнев- мораспределитель, в корпусе которого попарно выполнены каналы, сообщенные с источником сжатого газа и атмосферой, и

VI

О

ел ел

§

размещен переключающий элемент с двумя камерами управления, и концевые клапаны, установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер с возможностью взаимодействия с приводным поршнем и связанные дополнительными пневмолиния- ми с камерами управления пневмораспре- делителя, причем шток приводного поршня связан с рабочим поршнем гидроцилиндра, имеющего по меньшей мере одну рабочую камеру, связанную при помощи обратных клапанов со всасывающей и нагнетательной гидролиниями,

К недостаткам такого пневмонасоса можно отнести низкий КПД и неудовлетворительные выходные характеристики, связанные с использованием гидронасоса одностороннего действия, т.е. наличием одной рабочей камеры в гидроцилиндре; сложность обеспечения герметичности в золотниковой паре; повышенные силы трения в пневмораспределителе, обусловленные наличием двух поршней, соединенных штоком; ненадежность запуска пневмонасоса, связанная с неопределенностью положения золотника в пневмораспределителе и приводного поршня пневмоцилиндра.

Цель изобретения является повышение надежности, КПД и улучшение выходных характеристик пневмонасоса.

Указанная цель достигается тем, что в корпусе двухпозиционного пневмораспре- делителя в зонах выхода парных каналов, сообщенных с источником сжатого газа, образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управления подпружиненного поршня с двухсто- ронним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцовый двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцовый двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел, всасывающая гидролиния насоса снабжена пневмокомпенсатором, а нагнетательная - пневмодемпфером, связанными с источником сжатого газа.

Таким образом, предлагаемая конструкция пневмонасоса обладает следующими отличительными от прототипа признаками.

1. Выполнение в корпусе двухпозиционного пневмораспределителя в зонах выхода парных каналов, сообщенных с источником сжатого газа и атмосферой,

двух пар оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, и переключатель элемента

5 в виде установленного в том же корпусе с образованием двух камер управления поршня с двухсторонним штоком, на торцах которого установлены два двухсторонних затвора.

0 2. Выполнение поршня с двухсторонним штоком в пневмораспределителе подпружиненным.

3.Выполнение одного из торцовых двухсторонних затворов подвижным и на5 груженным пружиной.

4.Соединение всасывающей гидролинии насоса с пневмокомпенсатором, а нагнетательной - с пневмодемпфером, связанными с источником сжатого газа.

0 Чертеж поясняет устройство пневмонасоса и его работу.

Пневомнасос содержит пневмоцилиндр 1 и гидроцилиндр 2, поршни которых соединены штоком, пневмораспределитель 3, в

5 корпусе которого установлены две пары оппозитно расположенных седел и подпружиненный поршень 4 с двухсторонним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцовый двухсторонний

0 затвор 5, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной 6 второй торцовый двухсторонний затвор 7, концевые клапаны 8 и 9, установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер

5 пневмоцилиндра 1 и соединенные пневмо- линиями с камерами управления пневмораспределителя 3, пневмокомпенсатор 10 и пневмодемпфер 11, расположенные соответственно на всасывающей и нагнетатель0 ной гидрялиниях, сообщенные пневмолиниями с источником сжатого газа и гидролиниями через блоки обратных клапанов 12 и 13 с рабочими камерами гидроцилиндра 2.

5 В исходном положении под действием пружины на поршень 4 в пневмораспределителе 3 левая приводная камера пневмоцилиндра 1 сообщена с источником сжатого газа, а правая - с атмосферой. Сжатый газ

0 поступает в пневмораспределитель 3 и заполняет левую приводную камеру пневмоцилиндра 1. При появлении расхода рабочей жидкости на потребитель Gn поршни пневмоцилиндра 1 и гидроцилиндра 2

5 перемещаются вправо, при этом в блоке обратных клапанов 12 правый клапан закрыт, а через левый левая рабочая камера гидроцилиндра 2 сообщается со всасывающей гидролинией; а в блоке обратных клапанов 13 закрыт левый клапан, а через

правый вытесняется жидкость высокого давления в нагнетательную гидролинию, одновременно заполняя пневмодемпфер 11. При приближении приводного поршня пневмоцилиндра 1 к крайнему правому положению он нажимает концевой клапан 9, который открывается и дренажирует в атмосферу сжатый газ из управляющей камеры под поршнем 4 пневмораспределителя 3. Поршень 4 со штоком под действием перепада давлений в управляющих камерах перемещается в крайнее нижнее положение, при этом левая приводная камера пневмоцилиндра 1 сообщается с атмосферой, а правая - с источником сжатого газа. Поршни пневмоцилиндра 1 и гидроцилиндра 2 перемещаются влево

до контакта с концевым клапаном 8, при этом жидкость высокого давления вытесняется из левой рабочей камеры гидроцилиндра 2 через левый клапан блока обратных клапанов 13 в нагнетательную гидролинию и пневмодемпфер 11, а правая рабочая камера гидроцилиндра 2 через правый клапан блока обратных клапанов 12 сообщена со всасывающей гидролинией. При нажатии на концевой клапан 8 происходит обратное переключение в пневмораспределителе 3 вследствие дренажирования в атмосферу сжатого газа из управляющей камеры над поршнем 4, и процесс повторяется,

Для уменьшения провалов давления рабочей жидкости в нагнетательной гидролинии в момент переключения пневмораспределителя 3 в ней установлен пневмодемпфер 11, обеспечивающий расход рабочей жидкости на потребитель Gn за все время переключения с давлением, определяемым соотношением площадей его пнев- мо- и гидропоршней. Пневмокомпенсатор 10, расположенный на всасывающей гидролинии гидроцилиндра 2, компенсирует температурное расширение рабочей жидкости в гидролиниях.

При превышении давления газа во внутренних полостях пневмораспределителя 3 и в приводных камерах пневмоцилиндра 1 уровня, определяемого настройкой пружины 6, происходит сжатие пружины 6 и торцовые двухсторонние затворы 5 и 7 расходятся относительно друг друга, при этом избыточное давление газа дренажируется в атмосферу.

Следовательно, при непрерывном расходовании сжатого газа с минимальными потерями по местам уплотнения и максимальным быстродействием срабатывания пневмораспределителя 3 происходит непрерывное вытеснение в нагнетательную гидролинию гидроцилиндра 2 рабочей жидкости высокого давления, уровень которого в моменты переключения пневмораспределителя 3 поддерживается пневмодемпфе- ром 11. Защита пневмонасоса от забросов

давления газа обеспечивается конструкцией пневмораспределителя 3, в котором торцовый двухсторонний затвор 7 подвижен по штоку поршня 4 и нагружен пружиной 6.

0 Таким образом, предлагаемая конструкция пневмонасоса обеспечивает повышение КПД, стабильность выходных характеристик в широком диапазоне изменения расходов рабочей жидкости на потре5 битель (5п за счет уменьшения утечек сжатого газа в пневмораспределителе, повышение его быстродействия, использование обеих рабочих камер гидроцилиндра, на всасывающей гидролинии которого уста0 новлен пневмокомпенсатор, а на нагнетательной - пневмодемпфер, связанные пневмолиниями с источником сжатого газа; повышение надежности за счет выполнения в пневмораспределителе одного их двух

5 торцовых двухсторонних затворов подвижным и нагруженным пружиной, что предохра- няетвнутренниеполости

пневмораспределителя и пневмоцилиндра от забросов давления газа; упрощение

0 технологии изготовления пневмораспределителя, т. к. технология изготовления затворов и седел проще, чем технология изготовления золотниковых пар; сокращение запасов сжатого газа, необходимых для

5 работы пневмонасоса, при том же объеме вытесняемой рабочей жидкости высокого давления на потребитель вследствие высокого КПД.

Формула изобретения

0 1. Пневмонасос, содержащий приводной поршень со штоком, установленные в пневмоцилиндре с образованием двух приводных камер, распределительное устройство для попеременного сообщения при

5 помощи пневмолиний каждой из приводных камер с источником сжатого газа и атмосферой, включающее двухпозиционный пнев- мораспределитель, в корпусе которого попарно выполнены каналы, сообщенные с

0 источником сжатого газа и атмосферой, и размещен переключающий элемент с двумя камерами управления, и концевые клапаны, установленные в пневмоцилиндре по торцам приводных камер с возможностью

5 взаимодействия с приводным поршнем и связанные дополнительными пневмолиниями с камерами управления пневмораспределителя, причем шток приводного поршня связан с рабочим поршнем гидроцилиндра, имеющего по меньшей мере одну рабочую

камеру, при помощи обратных клапанов связанную со всасывающей и нагнетательной гидролиниями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД в корпусе пневмораспределителя в зоне выхода указанных парных каналов образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры, переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управления подпружиненного поршня с двухсто

ронним штоком, на одном конце которого жестко закреплен первый торцевой двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, а на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцевой двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел. 2. Пневмонасос по п. 1, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что, с целью улучшения выходных характеристик, всасывающая гидролиния снабжена пневмокомпенсатором, а нагнетательные - пневмодемпфером, связанным с источником сжатого газа.

Сущность изобретения: в корпусе пнев- мораспределителя в зоне выхода парных каналов образованы две пары оппозитно расположенных седел с подключением к межседельному пространству пневмолинии соответствующей приводной камеры. Переключающий элемент выполнен в виде установленного в корпусе с образованием двух камер управления подпружиненного поршня с двухсторонним штоком. На одном конце штока жестко закреплен первый торцовый двухсторонний затвор, расположенный между первой парой седел, на втором конце подвижно установлен нагруженный пружиной второй торцовый двухсторонний затвор, расположенный между второй парой седел. Всасывающая гидролиния насоса снабжена пневмоком- пенсатором, нагнетательная - пневмодемп- фером, связанным с источником сжатого газа. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

/