Насос с мускульным приводом

 

Использование: малогабаритный переносный источник гидравлической энергии для гидравлических инструментов и приспособлений , применяемых при спасательных, ремонтно-восстановительных и т.п. работ. Сущность изобретения: насос содержит корпус 1 с цилиндрами 2и 3, поршень 4 с пружиной 9, плунжер 5, дополнительный плунжер 10 в крышке 11, средства распределения в виде обратных клапанов 6-8. устройство для отключения поршневой рабочей камеры от нагнетательной гидролинии 21 по достижении насосом заданного уровня избыточного давления, включающее толкатель, установленный с непосредственным контактом с пружиной и затвором нагнетательного клапана и с возможностью отхода от последнего по достижении заданного уровня избыточного давления, определяемого усилием другой пружины клапана. Зил,

А2, 1751396 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ы)5 F 04 В 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .. 2 (21) 4759436/29: .; . корпус 1 с цилиндрами 2и 3, поршень 4 с (22) 20.11,89 . -: ., пружиной 9, плунжер 5, дополнительный (46) 30.07.92. Бюл. М 28 - :": - плунжер 10 в крышке 11,.средства распре(71) Всесоюзный научно-исследовательский деления в виде обратных клапанов 6-8, устинститут горноспасательнаго дела .. - ройство для отключения поршневой (72).С.А,Петраков, В,Ф.Доценко и M,Ô.Çâåðåâ рабочей камеры.от нагне1ательной гидроли(56) Авторское свидетельство СССР --; . .: нии 21 по достйжении насосом заданного

М 1368480, кл. F 04 В 9/04, 1988. .: .: уровня избыточного давления, включакпцее (54) HACOC С МУСКУЛЬНЫМ ПРИВОДОМ: толкатель; установлейный с непосредствен(57) Использование: малогабаритный пере- ным контактом с пружиной и затвором накосный источйик гидравлической энергии . гнетательного клапана и с возможностью для гидравлических инструментов йприспо- отхода от последнего по достижении задан соблений, применяемых при спасательных, ного уровня иэбйточного давления. опредеремонтно-восстановительных и т.п ; работ., " ляемого усилйем другой пружины клапана.

Сущность изобретения: насос содержит 3 ил.

1751396 жер. Последние образуют с цилиндрами две рабочие камеры (низкого и высокого давления), сообщенные через всасывающие и нагнетательные клапаны с баком и нагнетательной гидролинией. Насос снабжен устройством для отключения поршневой рабочей камеры от нагнетательной линии rio достижении насосом заданного уровня избыточного давления, выполненным в виде сообщенной с нагнетательной гидролинией камеры управления с подвижно размещенным в ней подпружиненным толкателем, который имеет возможность взаимодействовать со всасывающим клапаном поршневой "камеры. При повышении давления в магнетательной магистрали толкатель, перемещаясь, открывает всасывающий клапан поршневой камеры и этим самым соединяет ее непосредственно с баком. При этом жидкость постоянно перекачивается поршнем из бака в бак.

Этому насосу-прототипу присущи недо.статки, а, именно; возможность только соосной компоновки рабочих камер; повышенные габариты„в частности по высоте; постоянное дросселированйе значительных объемов рабочей жидкости через всасывающий клапан и всасывающую гидролинию поршневой камеры, что определяет повышенные энергетические потери, обусловленные необходимостью преодолеть гидравлическое сопротивление этих элементов, которое создает избыточное давление в поршневой камере ухудшение свойств рабочей жидкости за счет ее дросселирования через всасывающий клапан поршневой камеры, Цель изобретения -снижение энергетических потерь и уменьшение габарита насоса по высоте. указанная цель достигается тем, что в известном насосе, содержащем корпус с крышкой и два цилиндра с размещенными в них с образованием двух рабочих камер поршнем и плунжером, всасывающие и нагнетательные клапаны для периодического сообщения рабочих камер с баком и нагнетательной гидролинией, включающие нагруженные пружинами затворы, и устройство для отключения поршневой рабочей камеры от нагнетательной гидролинии по достижению насосом заданного уровня избыточного давления, включающее сообщенную с последней камеру управления с подвижно размещенным в ней подпружиненным тол5 кателем, цилиндры размещены в корпусе параллельно один другому, насос снабжен дополнительным цилиндром, выполненным в крышке соосно цилиндру поршня и непосредственно сообщенным каналами в корпусе и крышке с цилиндром основного

Изобретение относится к насосотроению, в частности к поршневым насосам с . мускульным приводом, и может быть использовано в качестве малогабаритного переносного источника гидравлической 5 энергии для гидравлических инструментов и приспособления, применяемых при спасательных, ремонтно-восстановительных, испытательных и др, видах работ.

Известны зарубежные и отечественные 10 поршневые насосы с мускульным приводом, Эти насосы выполнены с двумя рабочими камерами низкого и высокого давления, которые через всасывающие и нагнетатель- 15 ные клапаны связаны с баком и нагнетательной магистралью.

Поршень и плунжер установлены соос. но, жестко связаны между собой и приводятся в движение одним, общим, ручным 20 рычажным механизмом.

Наличие двух камер обуславливает два режима работы насоса: с большой подачей . и низким давлением (работа в основном поршневой камерой) и с низкой подачей и 25 высоким давлением (работа плунжерной камерой). Для перевода насосов из одного режима в другой применяются специальные устройстйа как правило, автоматические, отключающие поршневую камеру от нагне- ЗО тательной магистрали и соединяющие ее с всасывающей магистралью. При этом поршневая камера работает вхолостую, перекачивая жидкость из бака в бак.

Сосоное расположение плунжера и пар- 35 шня накладывают довольно жесткие ограничения на компоновку насоса (осевая сборка), а их жесткая связь обуславливает . строгое-соотношение параметрбв плунжера поршня (из-за равенства ходов этих элемен- 40 тов), Все это ограничивает возмо>кности со-здания комактной, малогабаритной конструкции. Кроме этого поршень при работе насосом все время находится в движении. При этом только несколько циклов 45 движения поршня идут на совершение полезной работы при выборе холостых ходов потребителя (кусачек, домкратов и т.п.), а остальные циклы — на совершенйе йепроизводительной работы. по холостому перека- 50 чиванию рабочей жидкости из бака в бак, Это приводит к дополнительным энергетическим потерям, ухудшает свойства рабочей жидкости (вспенивает ее) и может вызвать кавитационные процессы, как следствие 5 этого, потерю производительности насоса.

В качестве прототипа выбран насос с мускульным приводом, содержащий корпус с соосными цилиндрами и расположенные в них, жестко связанные поршень и плун1751396 плунжера, и размещенным в дополнитель- Предлагаемый насос с мульскульным ном цилиндре дополнительным плунжером, приводам состоит из корпуса 1 с цилиндраустановленным с возможностью взаимо- ми 2 и 3, поршня 4, плунжера 5, всасываюдействия с поршнем, последний нагружен щих обратных клапанов 6 и 7. пружиной, размещенной в поршневой раба- 5 нагнетательного обратного клапана 8 камечей камере, а затвор и пружина нагнета- ры низкого давления, пружины 9 возвраттельного клапана плунжерной рабочей ной,дополнительного плунжера10, крышки камеры размещены в камере управления, 11,стяжныхболтов12,нагнетательногаклапри этом толкатель в последней установлен пана плунжернай рабочей камеры (см. разс непосредственным контактом с пружиной 10 рез Б-Б). Последний включает в себя седло и затвором нагнетательного клапана плун- 13, затвор 14 нагнетательного клапана, пружерной рабочей камеры и с возможностью . жину 15, толкатель 16, пружину 17 нагнетаотхода от затвора по достижении насосом тельного клапана и резьбовую пробку 18. заданного уровня избыточного давления. Цилиндр 2 и поршень 4 образуют поршРазмещение рабочих цилиндров в кор- 15 невую камеру низкого давления. В этой капусе параллельно один другому позволяет мере установлена возвратная пружина 9, уменьшить габарит насоса llo высоте; - обеспечивающая работу поршня в фазе всаОснащение насоса дополнительным ци- сывания, Дополнительный плунжер 10 усталиндрам, саоснымс поршнем и непосредст- новлен в даполнительйом цилиндре в венно сообщенным каналами с цилиндром 20 крышке 11 таким образом, чта своим сфериосновного плунжера, каторйе зэперты со . ческим торцом упирэется в поршень 4. К стороны нэгнетэтельной гйдролинии при другому его торцу йбдведен камал 19, соемалом давлении в последней нагнетэтель - диняющий дополнительный цилиндр с цийым клапаном плунжерной камеры, а также линдрам 3, наличие дополнительйого плунжера; разме- 25 Основной плунжер, установленный в щенного в дополнительйом цилиндре и вза- . цилиндре 3, образует с последним плунжер- . имодействующего с поршнем; позволяет ную рабочую камеру высокого давленйя, коосуществить передачу движения и усилий от торая каналом 20 через нагнетательный приводной рукоятки к поршню в фазе вы-, клапан плуйжерной рабочей камеры саедитесненйя жидкости (нагнетания) из поршне- 30 няется с нагнетательной магистралью 21. вой. камеры, а именйо посредством Полость 22 является управляющей ка-. установления жесткой связи между порш- мерой толкателя 16. нем и основным плунжером, состоящий из Затвор 14 нагнетательного клапана запертой в упомянутых каналах и полостях плунжерной рабочей камеры прижат к седлу жидкости и дополнительного плунжера." 35 13 подпружиненнйм толкателем 14. Усилие

Нагружение. паршня пружиной, разме- прижатия обеспечивается пружиной 17, кощенной в поршневой рабочей камере, абес-: торая настраивается на заданный уровень ,: печивает движение поршня s фазе давления в нагнетательной гидралинии. Ревсасывания, а также возврат в исходное по- гулировка стейени сжатия пружины 17 проложение дополнительного и основного 40 изводится резьбовой пробкой 18, плунжеров,, Затвор 14 прижат к седлу 13 также и

Размещение затвора и пружин нагнета- пружиной 15, которая с другой стороны упительного клапана плунжернай рабочей ка- рается в толкатель 16. Пружина 15 рассчитамеры в камере управления, э также на на малые усилия, необходимые только размещение толкателя с непосредствен- 45 для компенсации сил трения при движении ным контактом с пружиной и затвором (т.е. затвора 14 или удержания его в седле при между ними) нагнетательнога клапана плун- отходе толкателя от затвора. жерной рабочей камеры с возможностью Насоссмускульным приводомработает отхода от затвора по достижении насоСом "следующим образом. заданного уровня избыточного давления 50 Усилие ат рычажного ручного привода (не позволяет соединить плунжерную рабочую показан) передается только на плунжер 5. камеру с нагнетательной гидролинией и ус- При отсутствии давления в нагнетательтранить жесткую связь между осевым плун- ной магистрали при двйжении плунжерэ 5 жером и поршнем, что приводит к остановке вверх происходит всаСывание жидкости в поршня и, следовательно, к устранению 55 цилиндр 3 через клапан 7, При движении энергетических потерь, связанных с непро -" плунжера 5 вниз жидкость вытесняется и извадительной работой поршневой камеры. попадает по каналу 19 в дополнительный

Иа фиг.1 представлен насос с муль- цилиндр крышки 11. Так как нагнетательскульным приводом; на фиг.2 — разрез А-А ный клапан плунжерной рабочей камеры зана фиг.1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.2. перт пружиной 17, действующей.на затвор

1751396

15 8 будет в закрытом состоянии до тех пор, пока давление в гидролинии будет превыкамеры, При движении плунжера 5 вверх

20 произойдет всасывание жидкости в цилиндр 3, а при последующем движении вниз

25 режиме насос работает только плунжерной камерой.

" 4 через толкатель 16, образуется замкнутая полость, состоящая из канала 19 и поочередно цилиндра 3 или дополнительного цилиндра крышки 11, заполненная жидкостью. Вследствие несжимаемости жидкости 5 между рабочим плунжером 5 и дополнительным- плунжером 10 устанавливается жесткая связь; плунжер 10 "повторяет" движения плунжера 5 и наоборот.

Таким образом, при движении плунжера 5 вниз плуйжер 10 движется также вниз и оказывает воздействие на поршейь 4. Поршень в свою очередь перемещается вниз и вытесняет среду из поршневой камеры через обратный клапан 8 в нагнетательную гидролинию. При этом происходит сжатие пружины 9.

Далее, при движении плунжера 5 снова вверх происходит заполненйе цилиндра 3 жидкостью, которая поступает только из дополнительното цилиндра крышки 11, Эта происходит за счет:того, что поршень 4 пор, давлением пружины 9 йоднимается вверх и.: воздействует нэ плунжер10, который вытесняет жидкость из дополнительного цилинд ра в цилиндр 3. Параметры пружины 9 выбираются такими, чтобы обеспечить некоторое необходимое избыточное давление в цилиндре 3 и за счет этого предотвратйть в рассматрйваемой стадии работы йасоса подсос жидкости из бака через клапан 7, который запйрается этим избыточным давлением, При движении поршня 4 вверх происходит всасывание жидкости в поршневую камеру через клапан 6. При последующем 35 движении плунжера 5 вниз плунжер 10 перемещает поршень 4 вниз, Происходит вытеснение жидкости из поршневой камеры в гидролинию 21.

В таком режиме насос будет работать 40 до тех-пор, пока в нагнетательной гидролинии не возникнет давление, на которое настроен нэгнетательнйй клапан плунжерной: рабочей камеры. При достижении этого давления толкатель 16 под действием жидко- 45 сти, поступающей из нагнетательной гидролинии 21 по каналу 20 в камеру 22 управления, перемещается и, сжимая пружину 17, отходит от затвора 14. Между тол.кателем 16 и последним образуется зазор, 50 нагнетательный клапан плунжерной рабочей камеры отпираешься и начинает работать в режиме обратного клапана.

С другой стороны повышенное давление в нагнетательной гидролинии создает 5 подпор в поршневой камере насоса. Этот подпор до и в момент срабатывания нагнетательного клапана плунжерной камеры бу дет.равен давлению в нагнетательной магистрали.

В силу того, что силы сопротиьления на поршне будут гораздо большими, чем силы сопротивления, препятствующие открытию нагнетательного клапана плунжерной камеры (из-зэ большой разницы уплотняемых диметров), движение жидкости, вытесненной плунжером 5, будет происходить через этот клапан и канал 20 в нагнетательную гидролинию 21, т,е. в сторону меньшего сопротивления. Поршень 4 остановится. За счет работы плунжера 5 давление-в гидролинии повысится. Нагнетательный клапан 8 закроется, так как давление в поршневой камере станет меньшим, чем в гидролинии, Клапан шать уровень давления, на который настроен нагнетательный клапан плунжерной — вытеснение жидкости из цилиндра 3 в гидролинию 21 через нагнетательный клапай.плунжерной рабочей камеры. В этом

Разгрузка насоса осуществляется специальным вентилем (не показан), который нагнетательную магистраль соединяют со сливом напрямую. Давление в нагнетательной гидролинии падает, вслед за этим падает да вл ение в уп равл я ю щей камере 22.

Толкатель 1 6 под действием пружины 17 запирает нагнетэтельный клапан плунжерной рабочей камеры, прижимая затвор 14 к седлу 13.

Плунжерная камера и канал 19 запираются. Устанэвливэется жесткая связь плунжера с поршнем, Так как давление в нагнетательной гидролинии падает, клапан

8 из запертого состояния переходит s нормальное, рабочее. Насос переходит в режим работы только поршневой камерой.:

При применении поршневого насоса с мускульным приводом устранено дросселирование больших обьемов жидкости через клапаны и каналы, что предотвращает вспенивание рабочей жидкости и кавитационные процессы, а также устраняет влияние подпора в поршневой камере давления на энергетические затраты при работе с насосом, повышает КПД насоса; возможна любая компоновка насоса, значительно облегчены выбор и согласование параметров плунжера и поршня (их диаметров и ходов) и за счет этого уменьшен габарит по высоте.

Применение насоса предлагаемой конструкции за счет улучшения характеристики данного вида оборудования (повышение

1751396

КПД, уменьшение габаритов) повышает производительность оператора при работе с гидроинструментом.

Формул а из обре те н ия

Насос с мускульным приводом, содержащий корпус с крышкой и двумя цилиндрами с размещенными в них с образованием двух рабочих камер поршнем и плунжером, всасывающие и нагнетательные клапаны для периодического сообщения рабочих камер с баком и нагнетательной гидролинией. включающие нагруженные пружинами затворы, и устройство для отключения поршневой рабочей камеры от нагнетательной гидролинии по достижении насосом заданного уровня избыточного давления, включающее сообщенную с последней камеру управления с подвижно размещенным в ней подпружиненным толкателем, о т л и ч à юшийся тем, что, с целью снижения энергетических потерь и уменьшения габарита по высоте, цилиндры размещены в корпусе параллельно один другому, насос снабжен дополнительным цилиндром, выполненным

5 в крышке.соосно с цилиндоом поршня и непосредственно сообщенным каналами в корпусе и крышке с цилиндром основного плунжера, и размещенным в дополнительном цилиндре дополнительным плунжером;

10 установленным с возможностью взаимодействия с поршнем, последний нагружен пружиной, размещенной в поршневой рабачей камере, а затвор и пружина нагнетатель ного клапана плунжерной рабочей камеры

15 размещены в камере управления, при этом толкатель в последней" установлен с непосредственным контактом с пружиной и затвором нагнетательного клапана плунжерной рабочей камеры с возможностью отхода от

20 затвора по достижении насосом заданного уровня избыточного давления.

1751396

Составитель С.Петрова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Têà÷

Редактор Н.Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2674 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5