Устройство изменения давления газа в камере пневмопривода

 

Сущность изобретения: корпус разделен диафрагмой на оаб чу.о емкость, частично заполненное пегко спаряющейся жидкостью, и компрессионную камеру для перекачивания газа с алускным и выпускным клапанами. Трубопровод соединяет нижнюю точку емкости с входом в насос, Выход насоса соединен двумя входными трубопровода -™ с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределителя, с установленным внутри подпружиненным поршнем с каналом и приводной полостью. Корпус распределителя подсоединен к двум выходным трубопроводам, подсоединенным соответственно через нагреватель и охладитель к форсункам рабочей емкости, Приводная полость распределителя соединена магистралью с газовой полостью рабочей емкости. Корпус распределителя снабжен фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненного шарика. 6 з.п. ф-лы, 4 ил,

СОВХОЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК гу>5 F 04 В 19/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4880397/29 (22) 05.11.90 (46) 07,10.92. Бюл. NÜ 37 (72) А.Д.Савчук, А,В.Полупан, С.В.Козелков и С.ВЯковлев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1368483, кл. F 04 В 19/24, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В КАМЕРЕ ПНЕВМОПРИВОДА (57) Сущность изобретения; корпус разделен диафрагмой на раб:::. ую емкость, частично заполненну а легкаиспаряющейся жидкостью, и компрессионную камеру для перекачивания. газа с впускным и выпускным клапанами. Трубопровод соединяет

Изобретение относится к пневмаприводам, преимущественно компрессорам или насосам объемного вытеснения.

Известен способ изменения давления газа в камере пневмопривада.

Недостатками устройства для реализации данного способа являются низкая надежность из-за неизбежного смешения перекачиваемаго газа с легкоиспаряющейся жидкостью, а также из-за неопределвнности положения поршня золотника в режиме перекл очения; сложность конструкции и наличие множества злементов, требующих постояннага переключения; необходимость фиксации залотникового распределителя от поворота вокруг сваей оси; большие напряжения упругой диафрагмы компрессионной камеры из-за прямоугольных контуров камеры, энергозатраты для привода насоса.

„„Я „„1767215 А1 нижню1а точку емкости с входом в насос, Выход насоса соединен двумя входными трубопроводами ". цилиндрическим полым корпусом золотникового распределителя, с установленным внутри подпру>киненным поршнем с каналом и приводной полостью, Корпус распределителя подсоединен к двум выходным трубопроводам, подсоединенным соответственно через нагреватель и охладитель к форсункам рабочей емкости, Приводная полость распределителя соединена магистралью с газовой полостью рабочей емкости. Корпус распределителя снабжен фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпру>киненного шарика. 6 з.п, ф-лы, 4 ил, Цель изобретения — повышение надежности и автономности устройства, Указанная цель достигается тем, что конструкция устройства изменения давления газа в камере пневмопривода содержит корпус, разделенный упругой диафрагмой

"на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостыа с большой величиной газовой постоянной, и компрессионну а камеру для перекачивания газа с впускным и выпускным клапана ли, трубопровод, соединяющий нижнюю точку рабочей емкости с входом в. насос, выход которого соединен двумя подводящими трубопроводами с залотникавым распределителем, состоящим из полого цилиндрического корпуса с четырьмя попарно расположенными друг напротив друга выходами для подсоединения подводящих и отводящих трубопроводов. 757215

Ц Ну-;ри корпуса ("„малы(ч зазора(и со с (8(1 <а

F 1«1 П- В н (3(Р!! OiOP !JJ6Hb, ППД1) ОУ>!

ОДНОЙ С; GPОНЫ, В KQTÎPÎÌ ВЫЛО If!8(3 Kß! IBFI в виде кольцевой прото л<и, сав(!иня(01ций пр:1 передвижении поршня поочередно прот if)of)OFIG>KHb!6 выходы отводящего и подводящего трубопроводов. Поршень име8Т,В8 даполн(гтел(,ные фиKc(ÿpóющи8 «проТОЧКИ Р Пала«« ««!1Н1(с««1а «) )СС«.ОЯН,(и р«-вна(л расстоянию между подводягцими и отводящими рубоправода!.1и. 1:opr;yc со-. (36()ж!1т ф(лксатар Ffopl!31(я В виде «or!I!py>" <и неннага шар:iKB, а отгадя!цие от

8Gi(0TH iKG I30l 0 р(3 СП 06 (18Л(«1 ге!!&1 TpyбопроваДЫ СОедИН811Ы GOTBBTCTB8! fHÎ Ч8р4э Иагреватель и охлэдлтель с форсунками, расположенными в газовой полости рабочей е!(кости, причв л и cGc выполнен савместн ым с раб ачPЙ ем кость(0 в 13иде аккумулирующе(л емкости, также частична запал!IBIIHGA жидкОстью, расположенной выше уров!(я рабочей емкости и саединенНОЙ с последней p Byf!FI (рубаправодами, Bbiходя(цими из Верхней части

8KK«jìóëèpóþù6é 6FiKocT!1, один иэ которых (большего сече((ия) сосдинен с нижней частно рабочей емкости, а другой (меньшего сече: ия) — с газовой полостью рабочей емl:0c Ги !Врез те(макла пан, устанОвленн ый в этой газовой полости. Нижняя часть емкоcTil саединеь!а выходным i)убаг1ровадам через запорный вентиль!ë ог)ратный клапан

c f 1àäâ0 ((я«((!ими труб) ОГI pGBop(3 vi! " валат;! и коВОГО расп ределит4ля, Тсрмаклаг(эH саста(л Г

l1B седла, yñòÿHGBëpíHQÃQ i!B горец тр3/Gof)

poвОд-i, K седлу присаед(лнен один конец иэаГ!гутаЙ ОимоталлическОи пластины, дру гай ко- ец которой кинематически связа 1 с иГлОЙ абс Г()ен130 клапана, На фиг.1 изображена схема предлагаемo! о устройства с насосом; на фиг,2 — то же сО сО!Змв(це ;(н ым ycTpo!!cTBQM для перекачки жидкости; на фиг,3 — термаклапэн; нэ фиг?1 — гр, :(!!иK!! ээвлсимастей температуры, дэ".Лен!.1я r,)". BpOмеп:и(. .ц((кла! рамма plба i ц тер,аклапа!3э.

Устг((э "тва и" (- - "-ч(я л=" я 11 я газа н ! («1!) O:„ç .! (6 П 10 f) P(i!BO ij a (ф

2 на паба I 1!0 ем кос (ь 3. част!(1ч на запал н внJ

1«ую Л61 - GI1спаряк)1цейся жидк()стьlо 4 и

1. О!«1Г(. есс(О«!ннуio кэ1«",-p 5. !

В 1п)! С ПГ -!)(Ь;.СК(л А И 4((держ(л1 в: !ускнай 13 и вь!Пуск(! ОР 7 клапаны, (31жняя точ((а р! Сачей ем1:ас(!3 3 саед(лнена тр)баг1p0 f3 0 101 1 8 с 13 асасом 9, вьl>(op, !<От Gpoi 0 с06 ,F!и!18H дву ля F)yoor.poBoдэ3,;l, I 0 и 1 1 с

ЭОЛО (! !ИК(!РЬ(pf (эасоаедеЛ!1Т(! «ВМ, СОДВР>ка" ши««кпр! « с 1 " KQ" )па„; г м лым 38?Qp«A(

«"

Ф У

2()

Q (" с«э

19

«

5;э

:<альцеобразной проточки и две дополнительные фиксиру(ащие кальцеобразные проточки 15 и 16, а сам поршень 13 подпружинен пружиной 17, другой конец которой уп(лрается в винт 18, регулиру!ощий степень сжатия Г1 )ужины 1! 7, причем корпус эолатникавого распределителя имеет фиксатор паршн!1 в виде шарика 19, подпружиненного

l py>KèíGé 20. Надпоршневая полость золотниковаго распределителя соединена с газовой полостьк) рабочей емкаст(л 3 маги )Tp3J!bio 21. Bb!K«0+bi зGЛОТНИКОВОГО распределителя соединены трубопроводами 22 ll 23 cÎGTBBTcTBBHHG c HBf p8BBTOJ!8M

24 I o (! 8 é T8 33 8 f J 2 5, в ы х Од ы к О та р ы х c Q E л 8щены и подсоединены к форсункам 26 расг)аложеннь!м внутри газовой полости емкости 3. Для автономности работы устроиства насос 9 выполнен в виде аккумулирующей емкости 27, расположенной на более высоком урсвне, чем рабочая емкость

3, Верхняя часть(газовая полость) аккумуллру!о(цей емкости 27 связана трубопроводом

8 с нижней точкой емкости 3, заполненной легколспаряющейся жидкостью 4. Газовая полость емкости 27 саед(лнена с газовой полость!а емкости 3 при помощи трубопровода 28, снабженного термоклBã!àíîì 29, расположенным в газовой полости емкости

3, выход 8FnKocTI", 27 соединен через запор-.ь(Й BBHTwflb 30 и обратный клапан 31 с

:,:хадными трубопроводами 1Î и 11, присоединенными K эолатниковому распредег(:тел! а.

Термаклапан (фиг.3) содержлт установлен:.08 !а торец трубопровода 28 седло клаl1ана 32 с прикрепленной к нему Одним концам изоп!утай биметаллическол пластинол 33, другой конец которой кинематически связан с игла(л собственно клапана 34, усгановлоннои в конусное отверст(ле 35 (ч-!езда термоклапана 32.

Работает устройства следующим обраЭО(1.

Сначала вкл(очается насос 9, который всасывает лекоиспаряющуюся жидкость 4 через трубопровод 8 из рабочей емкости 3 и нагнетает ее через трубопровод 1Î в золотникавый распределитель 12, из которого

<ид(.ость 4 по трубопроводу 23 поступает в нагреватель 24, в котором она нагревается, части но лспаряясь, и поступает через форсунки 26 в полость емкости 3. Температура пэрожидкостной фазы в рабочей полости смкостл 3 растет и пОВь(ша6тся даВление, при делствии которого деформируется упругая диафрагма 2, которая сжимает газ в !

<Омпрессианной камере 5, образованной

KQpnyсoI; 1, и нагнетает сжатый газ патребител(0 через выпусKíoé клапан 7, При мак20

50 симальном повышении давления в емкости

3 давление, действуя на поршень 13 через трубопровод 21, освобождает его от фиксирующего шарика 19, подпружиненного пружиной 20, и поршень, резко (быстро) сжимая пружину 17, перемещается влево (фиг.1), при этом шарик 19 фиксатора переходит с кольцеобразной проточки 16 в проточку 15 и фиксирует в этом положении поршень 13, который своим кольцеобразным каналом 14 открывает пару трубопроводов 11 и 22 и закрывает трубопроводы 10 и 23, в результате чего жидкость 4 прогоняется насосом 9 через охладитель 25, в котором она охлаждается до температуры, близкой температуре замерзания, и далее поступает через форсунки 26 в газовую полость емкости 3. При этом температура и давление в емкости 3 падают, и упругая диафрагма 2 вытягивается внутрь емкости 3 — происходит процесс всасывания перекачиваемого газа в компрессионную камеру 5 через впускнои 1<лапа н 6, По окончании процесса всасывания, когда давление в емкости 3 понлзилось до определенного значения, под действлем ежа..ой пружины 17 (благодаря понижению давления на поршень 13 золотн лкового распределителя 12) поршень 13 освобождается зт ф; л<сирующего подпружиненного шари:: 19 л переходит в течение малого -ром<,чутка времени вправо (фиг,1).

Шарик ) 9 переходит из проточки 15 в проточку 16, .. иксируя тем самым положение поршня 13, в котором он соединяет трубопроводы

10 и 23 и разъединяет трубопроводы 11 и 22, Жидкость 4 снова поступает в нагреватель

24 и весь процесс повторяется.

Диаграмма изменения температуры и давления рабочей среды по времени представлена на фиг.4а, б.

Для автономной работы, заключающейся в исключении насоса 9 как отдельного сложного устройства со своим приводом, в устройство введена аккумулирующая емкость 27 с необходимой арматурой (фиг.2), Работа устройства по фиг,2 в части, касающейся работы золотникового распределителя

12, нагревателя 24, охладителя 25, форсунок 26 и камер в корпусе 1, аналогична работе устройства по фиг,1, Отличия заключаются в следующем.

Перед пуском необходимо, чтобы большая часть легкоиспаряющейся жидкости 4 находилась в емкости 27, При запуске открывается запорный вентиль30, ижидкость подгидростатическим давлением своего столба поступает через обратный клапан 31 и золотниковый распределитель 12 (по трубопроводам 10 и 23) к нагревателю 24 и через форсунки 26 в емкость

3, температура и давление в которой повышаюгся, и происходит процесс сжатия и нагнетания газа. При этом термоклапан 29 открыт, но когда температура в емкости 3 приблизится к максимальной, термоклапан 29 (фиг.3) закроется (биметаллическая пластина 33 закроет иглой 34 седло 35, установленное на конце трубопровода 28) и разделит газовые полости емкостей 3 и 27. Но поскольку в емкости 3 уже находится горячая жидкость, эта жидкость будет продолжать испаряться, и давление в емкости 3 будет повышаться, Под этим давлением жидкость

4 из емкости 3 передавливается через трубопровод 8 в емкость 27, охлаждаясь при этом в длинном трубопроводе 8, пока почти вся жидкость 4 не передавится в емкость 27, При этсм обратный клапан 31 под действием собственной пружины и перепада давления на нем закрыт. Под воздействием избыточного давления золотниковый распределитель 12 производит переключение потока жидкости 4 из емкости 27 в емкость

3 из нагревателя 24 на охладитель 25. После передавливания жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27 температура парожидкостной смеси в емкости 3 падает за счет теплообмена с окружающей средой, и термоклапан 29 открывается, соединяя газовые полости емкостей 3 и 27. В результате давления в этих емкостях выравниваются, и жидкость перетекает из верхней емкости 27 в нижнюю емкость 3. При этом сначала поток жидкости

4 проходит через охладитель 25 (пока температура жидкости 4 не понизится до температуры замерзания и не произойдет процесс всасывания перекачиваемого газа в компрессионную камеру), а после переключения золотниковым распределителем

12 — через нагреватель 24, В конце процесса нагрева происходит процесс нагнетания перекачиваемого газа и передавливания жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27. Далее цикл повторяется. Циклограмма работы термоклапана 29 по времени в зависимости от температуры в емкости 3 представлена на фиг,4в, Устройство обладает повышенной надежностью из-за исключения возможности смешения перекачиваемого газа с рабочим телом и уменьшения потерь последнего, а также из-за определенности положения поршня золотникового распределителя в результате его фиксации в крайних положениях и выполнения его канала в виде кольцеобразной проточки.

Кроме того, в устройстве облегчены условия работы упругой диафрагмы за счет выполнения компрессионной камеры полусферической, что также повышает надежность устройства в целом. Помимо этого устройства имеет один приемник и один источник тепла, а также обладает полной автономностью и не требу17672 35

Л 24 25

76

2322 21 8

Фиг 2

7, !! !! !!

2,г

Составитель А.Савчук

Редактор M,Ñóõàíîâa Техред ММоргентал Корректор П.Гереши

Заказ 3535 Тираж Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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