Регулирующее приспособление поршневого дисковод или коловратного насоса Советский патент 1934 года по МПК F04B49/08 

Настоящее изобретение относится к насосу, предназначенному главным образом для перекачивания бензина и других жидкостей, способных растворять или изменять смазочные вещества. Предметом изобретения служит регулирующее приспособление, которое автоматически ограничивает или прерывает подачу жидкости насосом наружу, если какое-нибудь более или менее серьезное сопротивление противится нагнетанию; при этом нагнетающее давление не испытывает, однако, заметных изменений. Указанное приспособление к насосу особенно пригодно для непосредственного питания горючим карбюраторов у двигателей внутреннего горения, так как в этом частном случае применения насоса органы, контролирующие впуск горючего в карбюратор (например, поплавок и игла), создают более или менее сильное сопротивление нагнетанию. Для того, чтобы карбюратор функционировал правильно, необходимо, чтобы количество подаваемой насосом жидкости автоматически регулировалось под влиянием упомянутого сопротивления, причем нагнетающее давление должно оставаться постоянным и не изменять условий функционирования

(421)

контролирующих органов (например, поплавка и иглы).

Устройство, являющееся предметом изобретения, может быть применено к насосам различного типа и состоит в том, что одна из стенок корпуса насоса сделана подвижной, и как только давление в корпусе насоса достигнет некоторой заранее определенной величины, стенка эта автоматически перемещается, устанавливая непосредственное сообщение стороны всасывания со стороной нагнетания без помощи каналов или трубок. Направление такого ответвленного потока жидкости параллельно названной подвижной стенке и благодаря этому стенка не испытывает толчков или движений, происходящих от инерции движущейся жидкости.

Благодаря перемещению стенки подающее жидкость действие насоса автоматически уменьшается или приостанавливается внутри той самой внутренней полости корпуса насоса, в которой происходят изменения объема. Кроме того, трения внутри насоса по больщей части уничтожаются. При подаче насосом бензина или всякой другой жидкости, растворяющей смазочные вещества, опасность

заедания и быстрого износа трущихся частей сильно уменьшена.

Второй характерной чертой изобретения является возможность использовать описываемое особое устройство для приведения насоса в действие и для приостановки его действия.

В предлагаемом регулировочном приспособлении применены известной уже конструкции мехи со спиральной пружиной, на одну сторону которых может действовать давление воздуха и т. п.

Остальные характерные признаки изобретения станут ясны из нижеследующего описания и из приложенного чертежа, приведенного лишь в виде примера.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез роторного насоса, действующего по принципу изменяющегося объема, по линии /-/ фиг. 4; фиг. 2 и 3 представляют поперечные разрезы по линиям 2-2 и 3-3 фиг. 1; фиг. 4-вид в плане; фиг. 5 и б - поперечные разрезы по линиям 5-5 и 6-6 фиг. 1; фиг. 7 изображает вариант устройства, показанного на фиг. 1; фиг. 8 показывает схематически, в осевом разрезе, применение изобретения к поршневому насосу; фиг. 9-поперечный разрез устройства по фиг. 8.

Корпус насоса 13 снабжен двумя выступающими частями, из которых в одной помещается коробка всасывающего клапана 2, а в другой - коробка нагнетательного клапана 3, конструкция каковых клапанов будет описана ниже.

Внутри корпуса насоса укреплена коробка 25, состоящая, с одной стороны, из эксцентричной камеры 25 большего диаметра, а с другой стороны, из части меньшего диаметра, образующей подшипник25 . В эксцентричной камере 23 вращается ротор 24, продолжением, которого служит вал 24, центрированный в подшипнике 23 и снабженный на своем наружном конце прямолинейным прорезом 23 для того, чтобы вал можно было приводить во вращение при помощи какого-нибудь органа, снабженного язычком, входящим в прорез 23. В роторе 24 сделана поперечная щель, в которой помещаются две лопатки 25 и 26 (фиг. 5), снабженные, каждая, одним или .несколькими углублениями, в которые

вставлены две спиральные пружины 27 и 28, стремящиеся удалить лопатки друг от друга, вследствие чего наружные концы лопаток всегда остаются прижатыми к внутренней стенке эксцентричной камеры 25°. Лопатки разделяют кольцеобразное пространство, находящееся между камерой 25 и ротором 24, на два отделения 29 и 2у. В том случае, если вращение происходит по направлению изображенной на чертеже стрелки /, отделение 29 сообщается, как мы видим, со всасывающей трубой при помощи канала 30, а отделение 2у сообщено с нагнетательной трубой посредством канала 5/.

Вал 24, центрированный в подшипнике 25,.проходит снаружи через сальник, состоящий из набивки 52, зажатой между двумя поверхностями, из которых одна принадлежит части 25 , а другая части 55. Последняя прижимается к набивке при помощи гайки 34 и сильной спиральной пружины 55, вставленной в гайку 34 и поддерживающей давление на набивку таким образом, чтобы воспрепятствовать утечке, в случае износа набивки. В гайке 34 имеется продольная канавка 34, в которую входит кончик стопорного винта 36. Часть 55 в свою очередь снабжена продольной канавкой 55, в которую входит кончик стопорного винта 57. Кроме того, в части 55 имеется полость 55, сообщающаяся

с кольцевой канавкой 55 соединенной каналом 38 с расширенной частью, в которую ввинчена жировая масленка, смазывающая под давлением. Вместо этого можно закупорить указанную полость пробкой 39, а впускать смазку под давлением через канал 40, соединенный, например, с трубой, подводящей смазку под давлением к мотору, на котором установлен насос.

К корпусу / насоса прикреплена (например, при помощи болтов 4J) коробка 42, внутри которой находится эластичный поршень (мех) 43, образующий собою водонепроницаемую оболочку и снабженный по своей длине складками, позволяющими ему насколько деформиу роваться в продольном напразлении.

Один конец эластичного поршня присоединен герметически к неподвижной части 44, зажатой между норобкой 42 и корпусом насоса /. Подвижный конец эластичного поршня соединен при помощи кольцеобразного диска 45 с цилиндрическим телом 46, внутри которого укреплен стержень 47 шарового шарнира. Шарик опирается на подпятник 5, находящийся в стакане 49, составляющем одно целое с подвижной стенкой или пластиной 50. Пластина 50 имеет кольцеобразную часть, поверхность которой тщательно выравнена и отполирована и плотно соприкасается с соответствующей поверхностью (тоже выравненной и отполированной) ротора 24 и камеры 23. Таким образом, пластина 50 может герметически за1 рывать внутреннюю полость корпуса насоса и играет роль стенки этого корпуса.

В пластине 5( имеются две выемки 50, между которыми остается центральная

часть 50 (фиг. 3), несущая на себе стакан 49, проходящий между двумя выступами 44 и 44 , образующими подобие венца в центре части 44. Эти выступы, проходящие сквозь выемки 50 пластины 56, служат опорами для ротора 24 в осевом направлении и в то же время мешают пластине 50 увлекаться вместе с ротором при вращении последнего.

В пластине или стенке 50 проделано отверстие (фиг. 6), приходящееся против выреза 44, имеющегося в части 44. Через эти отверстия внутреннее пространство корпуса насоса находится в сообщении с внутренней полостью эластичного поршня.

Внутри цилиндрического тела 46 находится спиральная пружина 57, упирающаяся в кольцо 52, навинченное на втулку 55, вставленную в коробку 42. Пружина 57 стремится все время сжимать эластичный поршень и в то же время прижимать стенку (пластину) 50 к отшлифованной поверхности ротора 2.

Регулирующая кнопка 54, прикрепленная к втулке 53, позволяет приводить последнюю во вращательное движение. В виду того, что благодаря заплечику 53° втулка 53 не может перемещаться в продольном направлении, то, сообщая этой

втулке при помощи кнопки 54 круге вращательное движение, вызывают продольное перемещение кольца 52, навинченного на втулку 55 наподобие гайки, так как кольцу 52 мешает вращаться винт 55, проходящий через имеющееся в коробке 42 отверстие. В указаijHOM отверстии имеется заплечик 55, в который может при своем движении упереться головка винта 55, и таким образом возможность продвигания кольца 52 внутрь ограничена.

Ось 56, ввинченная в цилиндрическое тело 46, скользит внутри втулки 53. Управляющая кнопка 57, составляющая одно целое с осью 56, позволяет передвигать последнюю в продольном направлении.

Внутренность коробки 42 может снабжаться смазкой при помощи, например, жировой масленки 58 и может опоражниваться при помощи, например, помещенной внизу коробки пробки 59.

На фиг. 2 показано устройство клапанов. Коробка всасывающего клапана имеет камеру 2°, в которой помещается клапан 4, лежащий на седле 5. Подъем этого клапана ограничен упором 6, опиUОЛ

рающимся на имеющийся в камере z заплечик и удерживаемым на месте спиральной пружиной 7. Пробка 5 закрывает верхнюю часть клапанной коробки, а набивка 9 обеспечивает герметичность. В том же выступе корпуса, в котором находится коробка всасывающего клапана, находится вторая камера 2 , в которой помещен фильтр JO, удерживаемый на месте спиральной пружиной 77, упирающейся в пробку 72, которая закрывает нижнюю часть камеры и снабжена набивкой 75, обеспечиваюш.е.й герметическое закрывание. В выступ корпуса 2 входит всасывающая трубка М от насоса.

В выступе корпуса 5 находится коробка нагнетательного клапана, состоящая из таких же частей, как и коробка всасывающего клапана. В этой коробке помещается клапан 76.

К выступу корпуса 5 присоединена нагнетательная труба 22 насоса.

Действие устройства происходит следующим образом. Когда валу 24 сообщают вращательное движение, то он

поворачивает вместе с собой ротор 24 внутри эксцентричной камеры 23. Передвигающиеся при этом лопатки 25 и 26 производят изменение объемов пространств 29 и 29 . Жидкость всасывается через коробку всасывающего клапана 2 и нагнетается в коробку нагнетательного клапана 3.

В виду того, что стенка (пластина) 50 прижата к отшлифованной поверхности ротора 24 и камеры 23 под одновременным действием эластичного поршня 43 и спиральной пружины 51, то внутреннее пространство корпуса насоса герметически закрыто и насос работает в качестве обыкновенного роторного насоса с лопатками.

Через канавку 33 и каналы 3S и 40 впускают кругом вала 24 смазку под давлением выше нагнетающего давления -насоса, и таким образом может быть обеспечено надежное смазывание, причем сальник все время пропитан смазочным веществом. Если накачиваемой жидкостью является бензин, то в сальнике не может получиться изнашивания трущихся поверхностей.

Пока нагнетание не встречает препятствий, стенка (пластина) 50 остается

прижатой к ротору 24 и камере 23°, но если подаваемое количество жидкости превзойдет предел потребности, то давление нагнетания возрастает, причем то же самое давление будет иметь место и внутри эластичного поршня (благодаря отверстиям 50 и 44). Когда это давление превзойдет некоторый заранее определенный предел, то оно превысит силу пружины 5/ и эластичного поршня 43. Стенка 50 отойдет и благодаря этому между отделениями 29 н 29 в камере 23, в которой движутся лопатки, установится сообщение, параллельное подвижной стенке 50, имеющее изменяющуюся величину. В этом случае стенка 30 не будет реагировать на толчки получающиеся благодаря изменению инерции движущейся жидкости, в противоположность тем явлениям, которые имеют место в насосах, имеющих обходной канал и клапаны, где последние открываваются в том направлении, в котором .жидкость циркулирует через канал.

В виду того, что подача насоса расчитана на большее количество жидости, чем требуется, стенка 50 будет очти всегда отодвинута, и это обстояельство в значительной степени уменьает внутреннее трение в насосе, который благодаря этому может функционировать, не требуя другой смазки, кроме мазывания вала 24°.

Кроме того, отодвигание подвижной стенки ограничивает величину нагнетаельного давления до заранее опредеенной величины независимо от скорости вращения. Таким образом, насос является „саморегулирующимся и может быть применен для питания карбюраторов двигателей внутреннего горения, снабженных бассейном с постоянным уровнем или же прибором для дозировки горючего.

Оба клапана необходимы для хорошего функционирования насоса при малых скоростях вращения и в случае большой высоты всасывания.

Действительно, с одной стороны, при малых скоростях нагнетательный клапан препятствует возврату жидкости из нагнетательного трубопровода к насосу и устраняет понижение давления, вредное с точки зрения хорошего функционирования насоса.

С другой стороны, так как оба клапана-всасывающий и нагнетательный, действуют в одном и том же направлении, то они оба противятся выходу насоса из действия в случае мгновенноостановки.

Сообщая переменное движение стержню 56, вызывают изменение объема внутри эластичного поршня 43. Это изменение передается при помощи отверстий 44 и 5(5 (фиг. 6) во внутреннее пространство корпуса насоса, снабженного двумя клапанными коробками.

Эластичный поршень и клапаны являются вспомо.гательными средствами для работы насоса; при их помощи можно заставить насос качать и при неподвижном роторе; оба эти приспособления особенно удобны для того, чтобы заставлять вручную действовать насос.

Наконец, при помощи стержня 56 и головки 57 можно удерживать стенку 50 отодвинутой от ротора и создать таким

образом внутри корпуса насоса обходной поток, равный или превосходящий нормальную подачу насоса; таким путем ограничивают или совсем уничтожают подачу жидкости насосом, который в этом случае как бы выключен.

Само собою разумеется, что это выключение действия можно осуществить любыми средствами, позволяющими удерживать подвижную стенку 50 в таком положении, которое сводит к нулю действие насоса.

Наконец, в некоторых случаях, в особенности в целях поддержания полной мощности двигателя в возвышенных местностях, приходится снабжать двигатель компрессором, нагнетающим воздух в карбюратор при переменном давлении. Для правильной работы карбюратора необходимо, чтобы в то же время и в той же степени изменялось и давление, нагнетающее топливо в карбюратор.

Это условие может быть легко и без помощи дополнительных механизмов осуществлено в системе насоса, описанной выше. В caiyjoM деле, для того, чтобы установить равновесие, достаточно создать внутри коробки 42 давление, равное давлению компрессора при нагнетании воздуха в карбюратор. Для этого можно, например, устроить у коробки 42 особый трубопровод или заменить масленку 58 или пробку 59 соединительным патрубком, позволяющим присоединить к коробке 42 трубу, ведущую к нагнетательному трубопроводу компрессора.

Само собою понятно, что вместо того, чтобы управлять подвижной стенкой 50 при помощи меха, можно было бы заставить действовать давление непосредственно на эту стенку, как показано на фиг. 7, где изображен роторный насос, сходный с насосом по фиг. 1, но отличающийся тем, что стенка 50 связана с эластичной стенкой 90, служащей для отделения насоса от камеры 9J коробки 92, каковая камера находится или под атмосферным давлением, или под тем давлением, которое получается в питательном компрессоре. Способ действия аналогичен только что описанному.

В общем следует отметить, что описанная выше конструкция приведена в качестве примера и может подвергаться изменениям, не выходя из рамок

изобретения. Так, например, мех 43 мог бы быть заменен мембраной или способной деформироваться перегородкой и т. п., оставаясь при этом в рамках предмета патента.

Кроме того, следует иметь в виду, что изобретение применимо и к насосам других систем. Так, например, на фиг. 8 и 9 показано применение изобретения к поршневому насосу с поршнем классического типа, где 70 обозначает цилиндр, 7/ - поршень, разделяющий цилиндр на два пространства 70° и 70, 72-всасывающий клапан, 73 - нагнетательный клапан и 74 - поршневой клапан.

Стенка 75 может скользить в направляющих 70, имеющихся у цилиндра 70. Свободный конец этой стенки соединен при помощи цилиндрической части 77 с эластичным мехом 75. Второй конец эластичного поршня соединен с частью 78, укрепленной неподвижно между цилиндром 70 и коробкой 79. Спиральная пружина 6(9, вставленная между дном цилиндрической части 77 и регулирующим органом, состоящим из втулки SJ и из снабженного резьбой стержня 82, стремится прижимать стенку 75 к поршню. При помощи стержня 83, снабженного захватной кнопкой, можно передвигать стенку 75, действуя снаружи. Верхнее пространство 70 цилиндра сообщается через отверстие 75 с внутренним пространством эластичного поршня.

Действие такого насоса в точности соответствует действию описанного выше устройства с роторным насосом. Предположим, что насос пущен в ход. Когда поршень движется снизу вверх по направлению стрелки/, он всасывает жидкость через клапан 72 и нагнетает ее через клапан 73, причем до сих пор, пока нагнетание совершается беспрепятственно, стенка 75 остается прижатой к поршню.

Но если давление превзойдет заранее рассчитанный предел, то это давление, действуя внутри эластичного поршня, заставит стенку 75 отодвинуться и установить прямое сообщение между пространствами 70 и 7(5 цилиндра.

Следует заметить, что в этой системе насоса активным является только один

ход поршня, а именно, ход снизу вверх, производящий всасывание и нагнетание. Обратный ход, т. е. ход сверху вниз, заставляет лишь проходить жидкость из камеры 70° в камеру 70 и возвращает поршень в первоначальное положение, от которого снова начинается рабочий ход.

Таким образом, во время рабочего хода поршень 71 засасывает одной из своих сторон и нагнетает другой своей стороной, т.е. действует точно так же, как и лопатка роторного насоса, описанного выше. Подвижная стенка действует, как и в ранее описанном устройстве, а именно, при достижении известного предела давления создает непосредственно сообщение между стороной всасывания и стороной нагнетания, причем сообщение получается в том самом пространстве, где происходит объемное изменение, а поток переливающейся жидкости направлен паралельно подвижной стенке.

Действуя на стержень 83, можно заставить насос функционировать и при неподвижном поршне, а с другой стороны можно парализовать действие насоса, отводя при помощи того же стержня подвижную стенку от поршня.

Предмет патента. 1. Регулирующее приспособление поршневого дискового или коловратного

насоса, отличающееся тем, что одна и стенок или одна из частей стенок 50 (фиг. 1) и 75 (фиг. 8) насоса выполнена подвижной и находится под действием нагнетательного давления-с целью образования побочного прохода для жидкости, когда давление ее достигнет некоторой заранее определенной величины.

2.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся применением жестко соединенного с подвижной стенкой меха 43 (фиг. 1) и 75 (фиг. 9) или тому подобного органа, у которого одна сторона находится под постоянным давлением, а другая находится под давлением, создающимся в нагнетательной камере насоса.

3.При регулирующем приспособлении по пп. 1 и 2, применение всасывающего и нагнетательного клапанов и /5(фиг.2),. предназначенных для противодействия прекращению действия насоса и для обеспечения работы насоса при малых скоростях.

4.При регулирующем приспособлении по пп.1, 2 и 3 применение устройства для передвигания подвижной стенки извне насоса, от руки, для того, чтобы совместно с действием клапанов вызвать пуск мотора в действие. к патенту ин-ной фирмы ..Мартен. Муле и К Ле 58994

Фиг. 2

Фиг5

Фип1

ФигЗ

Фиг. 5

-J1М|, -.и

Фиг/ 0 -, г.

/-; - , ; ,