Насосная установка с пневмоприводом Советский патент 1981 года по МПК F04B9/08 

V Изобретение относится к источникам гидравлической энергии, используемых в промышленных установках, оснащенных гидравлическим приводом, . и может ; найти применение в производствах с высокой влажностью окружающей среды и пожаровзрывоопасных условиях для перекачки агрессивных и . пожаровзрывоопас ных жидких сред. -Известны насосные установки, которы содержат электродвигатель привода насоса, роторный насос с системой регулирования подачи и давления, гидробак с системой, обеспечивающей нормальные условия заполнения рабочих камер Недостатками этих насосных установок являются наличие гидроаккумулятс ров и редукционных клапанов в нагнетающей магистрали, непрерывная работа элек тродвигателей привода гидронасосов, что увеличивает затраты электроэнергии, значительный шум привода, пожаровзрыво 1 опасность. Наиболее близким кпредлагаемому является насосная установка с пневматическим приводом, содержащая несколько дифференциальных поршней, механически не связанных друг с другом, воздухораспределитель с системой перекладки в конце хода дифференциальных поршней, клапаны нагнетания и всасывания, гидробак, установленный под гидронасосом поршней в фазе всасывания 2 Недостатками данного технического решения являются -слояшость конструкции, значительные объемные и гидравлические потери щ)И заполнении рабочей жидкостью полостей цилиндров, большой шум при истечении отработанного газа в атмосферу.,-Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение гидравлических и объемных потерь в фазе всасывания, а также уменьшение шума при выпуске отработанного газа в атмосферу. Поставленная цель достигается тем, что в насосной установке клапаны асасывания выполнены пустотелыми и имеют полную компенсацию веса в рабочей жидкости, а воздухораспределитель имеет дополнительные поршни с рядом расположенных по сжружности отверстий. Применение пустотелых клапанов всасывания позволяет обеспечить верхнее размещение гидробака, что обеспечивает заполнение гидроцилиндров жидкостью самотеком без дополнительных устройств принудительной подачи жидкости, а наличи шумогасящих устройств улучшает комфсфтные условия работы обслуживающего персонала. На фиг. 1 изображена принципиальная схемс. насосной установки с пневмоприводом, на фиг. 2 - гфинципиальная -схема воздухораспределителя, на фиг. 3 - конструкция клапана всасывания. Насосная установка с пневмоприводом состоит из фильтра 1 для очистки газа, регулятора давления 2 для установки необходимого давления газа н последующего его автоматического поддерживани манометра 3, контроля .давления газа в подводящей магистрали, манометра 4 контроля давления газа за регулятором 2, манометра 5 контроля давления жидкости в нагнетающей магистрали, воздухсфаспределителя 6, перепускного клапана 7, выполняющего функцию нагнетания пневм тических цилиндров 8 и 9, гщфавлических цилиндров 10; и 11, дефференциальных поршней 12 и 13, редукционных клапанов 14 и 15 для установки давлени газа в подпоршневых плоскостях, необходимого для обеспечения обратного хода дифференциальных поршней 14 и 15, кла панов всасывания 16 и 17, бака 18 для рабочей жидкости. Воздухораспределитель 6 tcM. фиг. 2) имеет в канал 19, обеспечивающий подвод сжатого газа к золотнику 20, в -геле имеются кеш лы 21 и 22, поочередно соединяюпшеся в крайних положениях с каналом 19 и обес печивающие подачу газа в поршневые попосп; 23 и 24 и далее, через каналы 25 и 2в, к пневмоциливдрам. Золотник 2О имеет поршни 27 и 28} выполненные с кольцевыми канавками 29 и ЗО, которые по окружности сбединены каналами 31 и 32 с атмосферой. В корпусе предусмотрены каналы 33 и 34, выходные отверстия которых калиброваны для обеспечения безударной работы золотника. Надпоршневые полости пневмоцилин |Дров 8 и 9 (см. фиг. 1) соединены трубопроводом 35 для перетока газа, а ыходные отверстия гидроцилиндров 10 11 по очереди перекрываются дапорым штоком 36 перепускного кл 1пана 7. невмоцилиндры 8 и 9 отдалены от гироцилиндров камерами 37 и 38, соедиенными с атмосферой отверстиями 39 и 4О. Клапан всасывания 16 и 17 (см. иг. З) имеет шток 41, выполненный пустотелым и заполненный воздухом. Для ограничения хода штока на нем имеется ограничительное кольцо 42. Насосная установка работает следующим образом. Сжатый газ поступает через фильтр 1, регулятор давления 2 к воздухораспределителю 6 и через канал 19 (см. фиг. 2) подводится.к золотнику 2О, который может занимать два крайних положения по каналам 21, либо 22 к поршневым полостям 23, либо 24 золотника 2О, откуда по каналам 25, либо 26 в полфст пневматических цилиндров 8) либо 9 {см. i. фиг. 1), в зависимости от положения : золотника 2О воздухораспределителя. При перемещении золотника 20 (см. фиг. 2) из одного крайнего положения в другое обеспечиваетсяисключение крлебаний давления рабочей жидкости в нагнетающей магистрали, так как прежде подается сжатый газ в пневмоцилиндр, в котором начинается обратный ход пqpшня. В связи с тем, что отработанный газ стравливается через ряд каналов 31 и 32, в поршнях 27 и 28 происходит глушение аэродинамического шума выходящей струи газа. В своих крайних положениях золотник 2Оудерживается давлением газа и начать двнжение при переходе в другое положение он может только принудительно за счет механической связи с дифференциальными поршнями в конце их хода вверх, что позволяет контролировать полноту рабочего хода дифференциальных поршней. Принудительное движение золотника продолжается до тех пор, пока поршень 27 либо 28 не займет промежуточное положение, соответствующее перекрытию канала 25 либо 26, обеспечивающего при дальнейшем движении золотника стравливание отработанного газа в атмосферу, а в крайнее положение после перекрытия канала 25 либо 26 он движется за счет разности давлений, действующей на лоршни золотника. Сжатый газ, действуя на площадь Д .(см. фиг. 1) дифференциального поршня 5 .2, обеспечивает его поступательное дв жение, при этом в гидравлическом цишндре 10 развивается давление, равное i/&j-P, где Р-стабилизированное давдение газа заредуктором 2.. Клапан всасывания 16 после полного заполнения гидроиидиндра Ю закроется до начала рабочего хода дифференциального поршня 12. Во время рабочего хода поршня 12 р бочая жидкость подается к перепускному клапану 7 и, действуя на торцовую поверхность штока 36, перебрасывает его в другое крайнее положение, в котором он своей противоположной торцевой поверхностью закрывает выходное отверстие гидроцилиндра 11, При рабочем ходе псршня 12 газ из надпоршневой полости пневмоиилийдра 8 выталкивается по трубопроводу 35 в надпоршневую полость пневмоцилиндра 9 для обеспечения обратного хода диффере циального поршня 13. Под воздействием газа, столба жидкости и собственного веса дифференциап ный поршень 13 совершает обратный хоД| а отработанный газ из цилиндра 9 черезканал 26 воздухораспределителя 6 (сМи- фиг. 2) попадает в кольцевую канавку 30, где резко теряет скорость поле чего через большое число каналов 32 спокойно вытекает в атмосферу. В начале обратного хода дифференциального поршня 13 в полости гидроцнлиндра 11 падает давление рабочей жидкости, в результате чего клапан всасывания 17 под действием столба жидкости и собственного веса открывается, обеспечивая доступ жидкости в полость гидроцилиндра 11. После заполнения гидроцилиндра жидкостью клапан.- закроется, так как он выполнен пустотелым, а величина подъемной силы, подсчитываемая по формуле .tVS Г -е ПОД. ata больше или равна весу клапана в жидкости, где; с.- активная площадь штока кла&УЛ. удельный вес жидкости, глубина погружения нижнего и верхнего торцов клапана должна обеспечить всплывающую силу, большую веса клапана на величину, обеспечивающую 8 необходимую скорость закрытия клапана. В конце рабочего хода поршня 12 за счет нажатия на .рычажную систему воздухораспределитель перебрасывается в другое положение и рабочий цикл повторится в другом цилиндре. При прекращении потребления гидравлической энергии дифференциальные поршни останутся неподвижными, так как давление в гидросистеме несколько возрастает и усилия, развиваемого стабилизированным источником газа, будет недостаточно для дальнейшего перемешения дифференциальныхпоршней, причем обязательно какой-то из них будет развивать давление рабо ;чей жидкости и тем самым гидросистема . всегда будет подготовлена к действию без затраты энергии газа. Применение пустотепых .кл:апанов всасывания позволяет использовать верхнее размещение гидробака, что обеспечивает, заполнение гидроцилиндров жидкостью самотеком без дополнительных устройств принудительной подачи жидкости. Применение шумогасящих устройств улучшает комфортные условия работы обслуживающего персонала. Формула и. зобретения Насосная установка с пневмоприводом, содержащая механически не связанные дифференциальные поршни, воздухораспре- делитель с системой перекладки в конце ; хода -поршней, клапаны нагнетания и всасывания, гидробак, установленный над гидронасосом, систему управления движением в фазе всасывания, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения объемных и гидравлических потерь в фазе всасывания, клапаны всасывания вьШолнены пустотелыми,, а во;здухораспределитель снабжен допо шительными поршнями с рядом расположенных по окружности отверстий. Источники информации, ринятые во внимание :при экспертизе 1.Тартаковский В. С Гидравлическое борудование для металлообрабатывающих танков и автоматическ линий. Каталогсправочник. Центр,. ин-т. н-т. информации по втоматизации и машиностроению. М., 1963, 4, 3, с. 175. . 2.Патент ФРГ Nb 1. О16.562, л. 59 а 1О, опублик. .1961, (прототип).

Фи&.1