Объемный насос Данильченко Советский патент 1992 года по МПК F04B9/04 F04C2/356 

Изобретение относится к насосостро- ению, оно может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в горной промышленности, в частности при упрочнении пород и угля нагнетанием полиуретановых составов.

Известен объемный насос, включающий корпус, в котором на эксцентричном валу установлен ротор с кольцевой наклонной канавкой с помещенным в ней упругим элементом с образованием рабочей камеры, всасывающий и нагнетательный клапаны, подводящий и отводящий патрубки, причем взаимодействующие торцы крышки и ротора выполнены под углом к оси вращения приводного вала, отличным от 90° (см. авт.св. СССР N 881362. кл. F 04 В 9/04. 04.01.80).

Недостаток известного насоса заключается в том, что при нагнетании твердеющего состава в трещиноватый горный массив снижается надежность работы насоса из-за его

перегруза на каждом шпуре в момент закупорки трещин, т.е. в конце нагнетания.

Известен объемный насос, включающий корпус, в котором на эксцентричном вал/ установлен ротор с кольцевой наклонной канавкой с помещенным в ней упругим элементом с образованием рабочей камеры, всасывающий и нагнетательный клапаны, подводящий и отводящий патрубки (см. авт.св. СССР № 669079, кл. F 04 В 9/04, 25.06.79).

Недостаток известного насоса заключается в том, что при нагнетании твердеющего состава в трещиноватый массив снижается надежность работы насоса из-за его перегруза на каждом шпуре в момент закупорки трещин, т.е. в конце нагнетания.

Из известных объемных насосов наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является насос, включающий корпус, в котором на эксцентричном валу установлен ротор с кольцевыми наклонными канавками с упругими элементу Ч XI

Ч) vj

О ON

ми и с образованием рабочей и дополнительной камер, всасывающий и нагнетательный клапаны, подводящий и отводящий патрубки 1.

Известный насос, взятый в качестве прототипа, обладает тем недостатком, что при нагнетании твердеющего состава в трещиноватый горный массив снижается надежность работы насоса из-за его перегруза на каждом шпуре в момент закупорки трещин, т.е. в конце нагнетания, когда гидравлическое сопротивление возрастает до бесконечности, а подача (расход) насоса практически остается номинальной, например в случае агрегатирования с асинхронным электродвигателем. Все это приводит к максимальному возрастанию давления в рабочей камере насоса и в сети потребителя и к срабатыванию защиты, а это уже аварийная ситуация. По этой причине как отечественные, так и импортные нагнетательные установки имеют пневмо- или гидропривод (нагнетательные установки с пневмоприводом: Нагусс-212 ИГД им. А.А.Скочинского или фирмы Турмаг, ФРГ. нагнетательные установки с гидроприводом: КНС КузНИУИ или фирмы Хеббен. ФРГ и др.), а это требует наличия гидравлического или пневматического источника питания, сливной и напорной магистрали или трубопровода сжатого воздуха, маслостанции или компрессора, содержащих неизбежно электродвигатели или пусковую аппаратуру. Очевидно, что насосный агрегат с электроприводом намного проще, но известные объемные насосы непригодны для нагнетания твердеющей смеси через шпуры с целью упрочнения пород трещиноватых массивов.„

Целью изобретения является повышение надежности и работы путем регулирования производительности насоса в зависимости от давления нагнетания.

Сущность изобретения заключается .в том, что в известном объемном насосе, содержащем корпус с цилиндрической расточкой и подводящий и нагнетательный патрубки с установленными в них клапанами, ротор с кольцевыми канавками, установленный в расточке корпуса на эксцентриковом валу, и упругие элементы, расположенные в канавках ротора с образованием рабочей камеры, он снабжен дополнительным ротором с наклонными кольцевыми канавками и расположенными в них упругими элементами, дополнительный ротор охватывает основной и установлен соосно последнему, при этом каждый ротор подпружинен относительно торцов корпуса.

Предложенный насос от прототипа отличается тем, что он снабжен дополнительным ротором с наклонными кольцевыми канавками и расположенными в них упруги- ми элементами, дополнительный ротор охватывает основной и установлен соосно последнему, при этом каждый ротор подпружинен относительно торцов корпуса.

Такая совокупность признаков неизве- стна из известных аналогичных технических решений и она обуславливает достижение нового положительного эффекта: повышается надежность работы путем регулирования производительности насоса в зависимости от давления нагнетания.

На чертеже изображен объемный насос.

Объемный насос содержит корпус 1, в цилиндрической расточке которого на эксцентриковом валу 2 установлен основной ротор 3. Дополнительный ротор 4 охватывает основной и установлен соосно последнему.

При этом дополнительный ротор 4 подпружинен относительно торцов корпуса 1 пружинами 5 и 6. В зазоре между корпусом 1 и дополнительным ротором 4, в наклонных кольцевых канавках последнего расположены упругие элементы 7 и 8. В зазоре между

роторами 3 и 4 в канавках основного ротора 3 расположены упругие элементы 9 и 10.

Упругие элементы 7 и 8 образуют между дополнительным ротором 4 и стенками цилиндрической расточки корпуса 1 рабочую

камеру 11. Рабочая камера 11 снабжена подводящим 12 и отводящим 13 патрубками с всасывающим 14 и нагнетательным 15 клапанами. В роторе 3 выполнена расточка 16, в которой размещены подшипники 17, установленные на эксцентрике 18 вала 2. Ротор

3подпружинен относительно торцов корпуса 1 пружинами 19.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 2 эксцентрик 18 через подшипники 17 смещает ротор 3 относительно корпуса 1. При этом ротор 3 через упругие элементы 9 и 10 смещает ротор 4 относительно корпуса 1, изменяя полезный обьем рабочей камеры 11. Пружина 19 фиксирует ротор 3 от проворота относительно корпуса 1, поэтому упругие элементы 9 и 10 работают в основном на сжатие при сближении роторов 3 и 4 между собой. Пружины 5 и 6 фиксируют ротор 4 от проворота и осевого смещения относительно корпуса 1, поэтому упругие элементы 7 и 8 работают в основном на сжатие при сближении ротора

4с корпусом 1. Фиксация роторов 3 и 4 от проворота может осуществляться, напри- jviep, выполнением взаимодействующих

торцов корпуса 1 и роторов 3 и 4 под углом к оси вращения эксцентрикового вала 2, отличным от 90°.

При смещении ротора 4 вниз полезный объем рабочей камеры 11 увеличивается, давление в ней падает и при разрежении, соответствующему перепаду на клапане 14, равному давлению, на которое настроено его срабатывание на открытие, всасывающий1 клапан 14 открывается и через него и подводящий патрубок 12 жидкость засасывается из приемной емкости в рабочую камеру 11.

При смещении ротора 4 вверх полезный объем рабочей камеры 11 уменьшается, давление в ней увеличивается, всасывающий клапан 14 закрывается, а нагнетательный клапан 15 открывается и через него жидкость вытесняется в отводящий патрубок 13, подключенный к системе потребителя.

При работе насоса за один оборот эксцентрикового вала 2 происходит один раз всасывание жидкости в рабочую камеру 11 и один раз вытеснение из нее.

Итак, при вращении вала 2 происходит периодическое изменение полезного объема рабочей камеры 11, всасывание в нее, например, жидкого компонента полиуре- танового состава через клапан 14 и нагнетание состава через клапан 15 к потребителю - в напорный рукав и далее через смеситель в шпур,

При повышении гидравлического сопротивления сети потребителя, например, в конце нагнетания твердеющей смеси в шпур, когда трещины массива пород кровли в очистном забое замоноличиваются, или при закупорке на линии нагнетания повышается давление жидкости в рабочей камере 11. При этом сила давления жидкости на ротор 4 увеличивается и через упругие элементы 9 и 10 она передается , на ротор 3 и далее через подшипники 17 на эксцентрик 18 сала 2. Смещение ротора 3 относительно корпуса 1 не зависит от давления жидкости

в рабочей камере 11, а смещение ротора 4 зависит от него, так как чем больше его величина, тем больше сжимаются упругие элементы 9 и 10 в зазоре между роторами 3 и 4. Поэтому смещение ротора 4 относительно корпуса 1 при повышении давления в рабочей камере 11 уменьшается и при заданном критическом давлении в рабочей камере 11 смещение ротора относительно корпуса 1 прекращается.

Таким образом, при вращении вала 2 периодическое изменение полезного объема рабочей камеры 11 зависит от давления жидкости в ней, а именно: при повышении давления производительность насоса снижается.

Формула изобретения

Объемный насос, содержащий корпус с

цилиндрической расточкой и подводящий и нагнетательный патрубки с установленными в них клапанами, ротор с кольцевыми каналами, установленный в расточке корпуса на эксцентриковом валу, и упругие элементы, расположенные в канавках ротора с образованием рабочей камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем регулирования производительности насоса в зависимости

от давления нагнетания, он снабжен дополнительным ротором в наклонными кольцевыми канавками и расположенными в них упругими элементами, дополнительный ротор охватывает основной и установлен соосно последнему, при этом каждый ротор подпружинен относительно торцов корпуса.

Ч)

Использование: для упрочнения пород и угля нагнетанием полиуретановых составов. Сущность изобретения: в подводящем и нагнетательном клапанах установлены клапаны, ротор с кольцевыми канавками установлен в цилиндрической расточке корпуса на эксцентриковом валу. Упругие элементы расположены в канавках ротора с образованием рабочей камеры. Дополнительный ротор имеет наклонные кольцевые канавки с расположенными в них упругими элементами, охватывает основной ротор и установлен соосно ему. Каждый ротор подпружинен относительно торцов корпуса. 1 ил.