Объемный насос данильченко

 

Использование: в угольной промышленности при упрочнении пород нагнетанием пенополиуретановых составов. Сущность изобретения: на первой торцовой стенке корпуса с внутренней полостью установлен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке. Рабочий орган с упором размещен с образованием рабочей камеры в нагруженной пружинами относительно корпуса и рабочего органа втулке. Втулка установлена подвижно в осевом направлении , контактирует с первой стенкой корпуса и имеет средства уплотнения наружной поверхности в зоне сопряжения с корпусом. Привод возвратно-поступательного движения выполнен в виде упругого деформируемого рукава. Источник давления выполнен в виде двухпозиционного золотникового распределителя . Золотник установлен во второй стенке корпуса и взаимодействует с рабочим органом. В полости корпуса расположена поперечно расположенная перегородка с осевым отверстием для прохода рабочего органа и радиальными отверстиями для сообщения одной из приводных камер с распределителем и дополнительным рукавом, закрепленным концами на перегородке и рабочем органе с образованием одной части второй приводных камер. 1 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 04 В 9/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4819255/29 (22) 24.04.90 (46) 23.01.93. Бюл. N. 3 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) И.М.Данильченко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1739068,,кл. F 04 В 9/10, 1989. (54) ОБЪЕМНЫЙ НАСОС ДАНИЛЬЧЕНКО (57) Использование: в угольной промышленности при упрочнении пород нагнетанием пенополиуретановых составов. Сущность изобретения: на первой торцовой стенке корпуса с внутренней полостью установлен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке. Рабочий орган с упором размещен с образованием рабочей камеры в нагруженной пружинами относительно корпуса и рабочего органа втулке. Втулка

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в угольной промышленности, в частности при упрочнении пород нагнетанием пенополиуретановых составов.

Оно, может быть также использовано, например при химмонтажных и специальных строительных работах, в частности для изготовления теплоизоляционных полуцилиндров и плит из пенопласта ФРП вЂ” 1, а также теплоизоляционных труб, используемых в системе кондиционирования рудничной атмосферы. Ы,», 1789744 А1 установлена подвижно в осевом направлении, контактирует с первой стенкой корпуса и имеет средства уплотнения наружной поверхности в зоне сопряжения с корпусом.

Привод возвратно-поступательного движения выполнен в виде упругого деформируемого рукава. Источник давления выполнен в виде двухпозиционного золотникового распределителя. Золотник установлен во второй стенке корпуса и взаимодействует с рабочим органом. В полости корпуса расположена поперечно расположенная перегородка с осевым отверстием для прохода рабочего органа и радиальными отверстиями для сообщения одной из приводных камер с распределителем и дополнительным рукавом, закрепленным концами на перегородке и рабочем органе с образованием одной части второй приводных камер. 1 ил, Наиболее близким по технической сути изобретению является объемный насос, содержащий корпус с внутренней полостью и двумя торцовыми стенками, на первой из которых установлен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке, рабочий орган с упорами, размещенный с образованием рабочей камеры в нагруженной пружинами относительно корпуса и рабочего органа втулке, установленной подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с первой стенкой корпуса и имеющей средства уплотнения наружной поверхности в зоне сопряжения с корпусом, привод возвратно-поступательного движения рабо1789744 чего органа в виде установленного с образованием двух приводных камер упругодеформируемого рукава, один конец которого прикреплен к рабочему органу, и средства для попеременного подключения приводных камер к источнику давления и сливу, выполненного в виде двухпозиционного золотникового распределителя, золотник которого установлен во второй стенке корпуса с возможностью взаимодействия с рабочим "0 органом (1), Известный насос обладает следующими недостатками.

Снижается надежность работы насоса на химических вредных веществах (токсичные или взрывоопасные жидкие компоненты), попадание которых в камеры привода и смешивание, например, с маслом или эмульсией недопустимо, В известном насосе не исключена возможность такой опасности, так как при возвратно- поступательном движении рабочего органа относительно втулки, а последней относительно корпуса соответствующие уплотнения изнашиваются, герметичность изоляции приводной камеры, в которой размещен упругодеформируемый рукав нарушается, и в нее из рабочей камеры и всасывающей полости насоса попадает перекачиваемая жидкость и смешивается с приводной жидкостью, что может, например, вызвать взрыв, В насосе по прототипу снижается точность дозирования, так как при длительной эксплуатации появляется остаточная деформация упругодеформируемого рукава, который по этой причине на такте нагнетания насоса под действием своих сил упругой деформации уменьшаясь в диаметре и удлиняясь не возвращается в исходное состояние, т,е. не восстанавливает свою первоначальную длину под действием давления приводной жидкости на его наружную боковую поверхность. А это в свою очередь уменьшает длину хода рабочего органа и нарушает дозирование известного насоса.

Цель изобретения — повышение надежности работы и точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что известный объемный насос, содержащий корпус с внутренней полостью и двумя торцовыми стенками, на первой из которых установлен нагнетательный клапан с входным отверстием в этой стенке, рабочий орган с упором, размещенный с образованием рабочей камеры в нагруженной пружинами относительно корпуса и рабочего органа втулке, установленной подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с

55 первой стенкой корпуса и имеющей средства уплотнения наружной поверхности в зоне сопряжения с корпусом, привод возвратно-поступательного движения рабочего органа в виде установленного с образованием двух прикреплен к рабочему органу, и средства попеременного подключения приводных камер к источнику давления и сливу, выполненного в виде двухпозиционного золотникового распределителя, золотник которого установлен во второй стенке корпуса с возможностью взаимодействия с рабочим органом, согласно изобретению снабжен поперечно расположенной во внутренней полости корпуса перегородкой с осевым отверстием для прохода рабочего органа и радиальными отверстиями для сообщения одной из приводных камер с золотниковым распределителем, и дополнительным упругодеформируемым рукавом, закрепленным концами на перегородке и рабочем органе с образованием одной и части второй приводных камер, причем диаметр дополнительного рукава больше диаметра основного и другой конец последнего закреплен на перегородке, рабочий орган нагружен пружиной относительно корпуса, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов, установлена с возможностью подключения на такте нагнетания к источнику давления, на такте всасывания - к сливу.

Такая новая совокупность признаков неизвестна из известных аналогичных технических решений и она обуславливает дости>кение нового положительного эффекта; повышается надежность работы и точность дозирования. При этом надежность работы насоса повышается, так как за счет того, что он снабжен поперечно расположенной во внутренней полости корпуса перегородкой и дополнительным упругодеформируемым рукавом, обеспечивается абсолютная герметичность приводных камер и изоляция их от рабочей камеры и всасывающей полости насоса. Повышение точности дозирования обеспечивается тем, что насос снабжен поперечно расположенной во внутренней полости корпуса перегородкой с осевым отверстием для прохода рабочего органа и радиальными отверстиями для сообщения одной из приводных камер с золотниковым распределителем, и дополнительным упругодеформируемым рукавом, закрепленным концами на перегородке и рабочем органе с образованием одной и части второй приводных камер, причем диаметр дополнительного рукава больше диаметра основного и второй конец последнего закреплен на пе1789744 регородке, рабочий орган нагружен пружиной относительно корпуса, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов, установлена с возможностью подключения на такте нагнетания к источнику давления, на такте всасывания — к сливу, так как при этом обеспечивается постоянная длина рабочего органа во втулке независимо ни от остаточной деформации рукавов, ни от противодавления в сети потребителя, На чертеже изображена схема объемного насоса.

Объемный насос содержит корпус 1 с внутренней полостью и двумя торцовыми стенками, на первой из которых установлен нагнетательный клапан 2 с входным отверстием в этой стенке, установленный на опорной поверхности 3, рабочий орган 4 с упором 5, размещенный во втулке 6 с образованием рабочей камеры 7, всасывающий и нагнетательный патрубки 8 и 9. Рабочий орган 4 снабжен герметизирующим элементом 10 в зоне сопряжения со втулкой 6.

Втулка 6 установлена подвижно в осевом направлении с возможностью контакта с опорной поверхностью 3 первой стенки корпуса 1 и подпружинена относительно рабочего органа 4 пружиной 11 посредством упора 12. Причем втулка 6 установлена с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности корпуса 1 и имеет средство уплотнения 13 наружной поверхности в зоне сопряжения корпуса 1. При этом втулка 6 относительно корпуса 1 нагружена пружиной 14 посредством упора 15. Рабочий орган 4 относительно корпуса 1 подп ружи не н и ружи ной 16. Всас ы вающая полость 17 расположена со стороны нагнетательного клапана 2 и сообщена со всасывающим патрубком 8. Привод возвратно-поступательного движения рабочего органа 4 выполнен в виде упругодеформируемых рукавов 18 и 19 с образованием двух приводных камер и средства для попеременного подключения приводных камер к источнику давления и сливу, выполненного в виде двухпозиционного золотникового распределителя.

Насос снабжен поперечно расположенной во внутренней полости корпуса 1 перегородкой 20 с осевым отверстием 21 для прохода рабочего органа 4 и радиальными отверстиями 22 для сообщения одной из приводных камер с золотниковым распределителем 23, золотник 24 которого установлен во второй стенке корпуса 1 с возможностью взаимодействия с рабочим органом 4, Упругодеформируемые рукава 18 и 19 закреплены концами на перегородке и

55 рабочем органе. Причем дополнительный упругодеформируемый рукав 18 установлен с образованием одной камеры 24 и части второй камеры, образованной внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18. Диаметр дополнительного рукава 18 больше диаметра основного рукава 19, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, установлена с возможностью подключения на такте нагнетания к источнику давления, а на такте всасывания — к сливу. Торцовая часть втулки 6 со стороны клапана 2 снабжена съемным стаканом 26 с уплотнительным кольцом 27.

При помощи, например. резьбового соединения с золотником 24 соединен винт 28, который частично расположен во внутренней полости рабочего органа 4, При помощи уплотнений 29 и 30 обеспечивается герметичность размещения в корпусе 1 соответственно распределителя 23, крышки 31 и перегородки 20. Распределитель 23, крышка 31 и перегородка 20 закреплены в корпусе 1 гайкой 32 посредством втулок 33 и 34.

Полость 35 между распределителем 23 и крышкой 31 постоянно сообщена с приводной камерой 25 трубопроводом 36, Приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 18 трубопроводом 37 постоянно сообщена через радиальнь;е отверстия 22 в перегородке 20 с выходными отверстиями

38 распределителя 23, На корпусе 1 размещены патрубки 39 и 40 для подсоединения насоса к источнику давления и к сливу. Подводящие 8 и 39 отводящие 9 и 40 патрубки при отсоединенных от насоса соответствующих подводящих и отводящих трубопроводах (шлангах) закрыты крышками 41.

Рабочий орган 4 при возвратно-поступательном движении в крайних положениях переключает в распределителе 23 золотник

24, воздействуя на него посредством винта

28 толкателем, размещенным во внутренней полости рабочего органа 4 и включающем две подвижные в осевОм направлении втулки 42 и 43, установленные с зазором при помощи расположенной между ними пружины 44 и закрепленные в рабочем органе

4 при помощи, например, специального разрезного кольца 45, Насос работает следующим образом.

Патрубки 39 и 40 подсоединяют соотB8TcTBGHHo к источнику давления и к сливу, например, гидросистемы механизированной крепи очистного комплекса. Патрубки 8 и 9 соответственно соединяют с всасывающим и нагнетательным шлангами, При возвратно-поступательном движении рабочегс

1789744

15

55 органа 4 изменяется объем рабочей камеры

7. Движение рабочего органа 4 влево начинается при закрытом нагнетательном клапане 2 и прижатом стакане 26 к опорной поверхности 3 пружинам 11 и 14 посредством втулки 6. При движении рабочего органа 4 влево объем рабочей камеры 7 увеличивается, а при движении вправо— уменьшается. Рабочий орган 4 на такте всасывания, т.е. в начале движения влево до соприкосновения его упора 5 с упором 12 втулки 6, перемещается под действием разности сил давления жидкости в приводной камере 25 и в приводной камере, образованной внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, на боковую поверхность упругодеформируемого рукава

18, и под действием разжимающихся пру>кин 11 и 16. По мере движения рабочего органа 4 влево расстояние между его упором 5 и упором 12 втулки 6 сокращается, и в момент взаимодействия этих упоров рабочая камера 7 сообщается с всасывающим патрубком 8 через полость 17 корпуса 2 и заполняется нагнетаемой средой. В момент взаимодействия упоров 5 и 12 рабочий орган 4 и втулка 6 продолжают движение влево одновременно, а всасывающая полость

17 корпуса 1 и рабочая камера 7 заполняется перекачиваемой (заполняемой) средой, поступающей из расходной емкости (на чертеже условно не показана) через всасывающий патрубок 8. На такте всасывания приводная камера 25 сообщена с источником давления через трубопровод 36, полость 35 соответствующие каналы распределителя 23 и приводящий патрубок

39, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, сообщена со сливом посредством трубопровода 37, золотникового распределителя 23 и отводящие патрубка 40. При этом под действием силы избыточного давления жидкости слива основной рукав 19 увеличивается в диаметре и укорачивается с перемещением конца, прикрепленного к рабочему органу 4, по направлению к перегородке 20, в которой закреплен второй конец. В это же время под действием сил упругой деформации и разности давления напорной жидкости в приводной камере 25 и жидкости слива во внутренней полости упругодеформируемого рукава 18, последний уменьшается в диаметре и удлиняется с перемещением конца, прикрепленного к рабочему органу 4, по направлению от перегородке 20, в которой закреплен его другой конец. При этом под действием потенциальной энергии, накопленной на такте нагнетания сжимающейся пружиной 16, последняя на такте всасывания разжимается с перемещением своего конца, взаимодействующего с рабочим органом 4, по направлению к перегородке

20, через отверстие 21 которой свободно с кольцевым зазором пропущен рабочий орган 4. Перемещению рабочего органа 4 влево, т.е. на такте всасывания, препятствуют силы от герметизирующих упругих элементов 10 и 13 соответственно о внутреннюю и наружную стенки втулки 6, от сжатия пружины 14, а также сила давления напорной жидкости, находящейся в приводной камере 25, на площадь поперечного сечения рабочего органа 4 в месте закрепления в нем одного из концов дополнительного рукава 18, диаметр которого больше диаметра основного рукава 19. Однако указанные силы, приложенные к рабочему орган 4 к рабочему органу 4 слева, значительно меньше сил, приложенных к нему справа, поэтому он на такте всасывания перемещается влево, т.е. на увеличение объема рабочей камеры

7. Основными, определяющими силами, обеспечивающими перемещение рабочего органа 4 влево, является сила давление напорной жидкости в приводной камере 25 на площадь боковой поверхности упругодеформируемого рукава 18 и сила разжатия пружины 16.

При перемещении золотника 24 в крайнее левое положение он своими рабочими поясками перекрывает каналы в распределителе 23 так, что приводная камера 25 изолируется от патрубка 39, т.е. от источника давления, и сообщается через патрубок 40 со сливом. Одновременно с этим приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, изолируется от слива и подключается к истОчнику давления через радиальные каналы 22 в перегородке 20, трубопровод 37, золотниковый распределитель 23 и подводящий патрубок 39.

В связи с тем, что диаметр дополнительного рукава 18 больше диаметра основного рукава 19, суммарное усилие от давления напорной жидкости в этих рукавах действует на рабочий орган 4 в направлении рабочей камеры 7. При этом упругодеформируемый рукав 18 под действием силы давления напорной жидкости на

его внутренние стенки увеличивается в диаметре и укорачивается с перемещением своего конца, закрепленного в рабочем органе

4, по направлению к перегородке 20, в которой закреплен его другой конец, т.е. по направлению к нагнетательному клапану 2.

Поэтому рабочий орган 4 перемещается

1789744

10 вправо, т.е. осуществляется такт нагнетания.

При движении рабочего органа 4 вправо, т,е. на такте нагнетания, одновременно с ним перемещается втулка 6, так как она своим упором 12 прижата к упору 5 рабочего органа 4 пружинами 11 и 14. В момент соприкосновения стакана 26 с опорной поверхностью 3, рабочий орган 4 продолжая движение вправо и сжимая пружину 11, перемещается относительно втулки 6, уменьшая объем рабочей камеры 7.

На такте нагнетания пружина 16 все время сжимается и в ней накапливается потенциальная энергия за счет энергии напорной жидкости, поступающей в приводную камеру, образованную внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, После соприкосновения с опорной поверхностью 3 стакана 26 втулки 6 прекращается разжатие пружины 14.

На такте нагнетания под воздействием рабочего органа 4, перемещающего вправо, удлиняется упругодеформируемый рукав 19 и уменьшается в диаметре. При этом его конец, закрепленный на рабочем органе 4, одновременно с ним перемещается в сторону рабочей камеры 7, т,е. по направлению от перегородки 20, в которой закреплен другой конец этого рукава. При растяжении основного рукава 19 в нем, а точнее в его специальной сетке-оплетке, на такте нагнетания накапливается, как в пружине, потенциальная энергия в пределах допустимой его упругой деформации за счет энергии давления напорной жидкости на внутренние стенки упругодеформируемого рукава

18, По мере движения рабочего органа 4 вправо в рабочей камере 7 нагнетаемая (перекачиваемая) среда через нагнетательный клапан 2 вытесняется в патрубок 9, Перемещению рабочего органа 4 вправо, т.е, на такте нагнетания препятствуют силы: — силы трения герметизирующих упругих элементов 10 и 13 соответственно о внутренние и наружные боковые стенки втулки 6; — силы упругой деформации при растяжении (удлинении) упругодеформируемого рукава 19; — силы упругой деформации при сжатии пружин 11 и16; — силы давления напорной жидкости на внутренние стенки упругодеформируемого рукава 19, направленные на увеличение его в диаметре и уменьшении по длине;

55 — сила давления жидкости на рабочий орган 4 при сжатии ее в рабочей камере

7; — результирующая сила давления (на рабочий орган 4) напорной жидкости в приводной камере, образованной внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18; — сила давления сливной жидкости в приводной камере 25 на наружную боковую стенку размещенного в ней дополнительного рукава 18.

Однако сил ы, и реп ятствующие пе ремещению рабочего органа 4 вправо, т.е. на такте нагнетания всегда меньше движущей силы, т,е. силы давления напорной жидкости на внутреннюю боковую стенку дополнительного рукава 18, который при этом увеличивается в диаметре и укорачивается в перемещением своего конца, закрепленного на рабочем органе 4, по направлению к рабочей камере 7, перемещая рабочий орган 4 вправо.

По достижении правого крайнего положения рабочий орган 4 перемещает в крайнее правое положение золотник 24 в распределителе 23 путем нажатия на винт

28 подвижной втулкой 43 тол кателя, сжимая пружину44. При перемещении золотника 24 в крайнее правое положение он своими рабочими поясками перекрывает соответствующие каналы и отверстия в распределителе

23 так, что приводная камера 25 сообщается с источником давления через подводящий патрубок 39, золотниковый распределитель

23, полость 35, трубопровод 36, радиальное отверстие в корпусе 1 и щелевые отверстияпазы в торцовой части втулки 33 со стороны распределителя 23, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, сообщается со сливом через отверстия 22 перегородки 20, кольцевые пазы на ее наружной боковой стенке и внутренней стенкой корпуса 1, радиальное отверстие в последнем, трубопровод 37, радиальные каналы 38 и другие соответствующие каналы и отверстия в распределителе 23 и отводящий патрубок 40. В момент сообщения приводной камеры 25 с источником давления, а приводной камеры, образованной внутренними стенками основного и дополнительного рукавов 19 и 18, — со сливом, рабочий орган 4 меняет направление движения на прямопротивоположное, т.е, перемещается влево, и цикл повторяется.

1789744

50

Составитель И. Данильченко

Техред М, Моргентал Корректор Н. Бучок

Редактор О. Стенина

Заказ 338 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Объемный насос, содержащий корпус с внутренней полостью и двумя торцовыми стенками, на первой из которых установлен нагнетательный клапан с входным отвер- 5 стием в этой стенке, рабочий орган с упором, размещенный с образованием рабочей камеры в нагруженной пружинами относительно корпуса и рабочего органа втулке, устайовленной подвижно в осевом на- 10 правлении с возможностью контакта с первой стенкой корпуса и имеющей средства уйлотнения наружной поверхности в зоне сОпряжения с корпусом, привод возвратно-поступательного движения рабоче- 15 го органа в виде установленного с образованием двух приводных камер упруго деформируемого рукава, один конец которого прикреплен к рабочему органу, и средства для попеременного подключения 20 приводных камер к источнику давления и сливу, выполненному в виде двухпозиционного золотникового распределителя, золотник которого установлен во второй стенке

25 корпусе с возможностью взаимодействия с рабочим органом, отл ич а ю щи и с ятем, что, с целью повышения надежности работы и точности дозирования, насос снабжен поперечно расположенной во внутренней полости корпуса перегородкой с осевым отверстием для прохода рабочего органа и радиальными отверстиями для сообщения одной из приводных камер с золотниковым распределителем и дополнительным упругодеформируемым рукавом, закрепленным концами на перегородке и рабочем органе с образованием одной и части второй приводных камер, причем диаметр дополнительного рукава больше диаметра основного, и второй конец последнего закреплен на перегородке, при этом рабочий орган нагружен пружиной относительно корпуса, а приводная камера, образованная внутренними стенками основного и дополнительного рукавов, установлена с возможностью подключения на такте всасывания к источнику давления, а на такте нагнетания — к сливу.