Поршневой насос сверхвысокого давления

 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к поршневым насосам, предназначенным для работы на высоком и сверхвысоком давлении. Целью изобретения является расширение технологических, возможностей поршневого насоса путем обеспечения возможности повышения рабочего давления, Насос включает камеру сжатия 4 и поршень 5с гильзами 6,17 и 18 и ледяным уплотнением 7.3азор между поршнем 5 и гильзой 6 регулируется путем изменения внутреннего диаметра гильза 6, для чего последняя выполнена из двух частей с наполненным рабочей средой кольцевым зазором 19 между ними, или путем увеличения наружного диаметра поршня 5, для чего последний имеет полость 12, сообщенную через отверстие, имеющее пробку с камерой сжатия 4. Поршень 5 установлен с возможностью вращения. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

2 (21) 4614368/29 (86) РСТ/БР 87/00786 (16.12.87) (22) 22.06,89 (31) 5205 (32) 23;12.86 (зз) сн . (46) 23.02.93. Бюл, М 7 (72) Фриц Цбинден (СН) и Готтхард Бениш (DE) .(56) Патент Швейцарии 1ч 640323, кл, F 16 J

15/56, 1983. (54) ПОРШНЕВОЙ НАСОС СВЕРХВЫСОКО.ГОДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к насосостраению, в частности к поршневым насосам, предназначенным для работы на высоком и

Изобретение относится к насосострое-. нию, в частности к поршневым насосам, предназначенным для работы на высоком и сверхвысоком давлении.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей порш.невого насоса путем обеспечения .возможности повышения рабочего давления.

На фиг.1 изображен вариант исполне-, ния поршневого насоса в сечении по полости сжатия, в котором по мере повышения давления диаметр гильзы цилиндра уменьшается, а поршень охлаждается, на фиг.2— другой вариант исполнения поршневого насоса по фиг.1, в котором по мере повышения давления внутренний диаметр гильзы цилиндра уменьшается, а наружный диаметр поршня увеличивается; на фиг.3 — вариант исполнения поршневого насоса по фиг.1, в котором наружная поверхность поршня,, Я1„„1797674 АЗ (si)s F 04 В 1/00, F 16 J 15/56 сверхвысоком давлении. Целью изобретения является расширение технологических. воэможностей поршневого насоса путем обеспечения возможности повышения рабочего давления, Насос включает камеру сжатия 4 и поршень 5 с гильзами 6,17 и 18 и ледяным уплотнением 7.Зазор между поршнем 5 и гильзой 6 регулируется путем изменения внутреннего диаметра гильза 6, для чего последняя выполнена из двух частей с наполненным рабочей средой кольцевым зазором 19 между ними, или путем увеличения наружного диаметра поршня 5, для чего последний имеет полость 12, сообщенную через отверстие. имеющее пробку с камерой сжатия 4. Поршень 5 установлен с возможностью вращения. 5 з,п. ф-лы, 4 ил, Ф снабжена покрытием из материала с.теплопроводностью, отличной от теплопроводности материала поршня; на фиг.4 — схема управления вращательным движением поршня.

Поршневой насос сверхвысокого давле- : ния 1 содержит впуск 2 и выпуск 3 подавае- О" мой среды,-полость сжатия 4 и выполненный с вазможностью обогрева и охлаждения Дь-. паршень 5, установленный в гильзе 6 с размещенным между ними ледяным уплотнением 7. Поршень 5 установлен с (р возможностью возвратно-поступательного движения при помощи привода 8 и вращения, преимущественно от электродвигателя

9, который может быть частью привода 8.

Наружная поверхность поршня 5 на его активном участке может быть снабжена.покрытием 10 (как зто показано на фиг.3) из материала с теплопроводностью, отличной от теплопроводности материала поршня 5.

1797674

Так, например, покрытие 10 может быть вы- кольцевом зазоре 19, В этой же части канаполнено из сплава на основе меди и берил- ла 21 размещено выполненное в виде клалия, а поршень 5 — из стали. Таким пана 24 управляющее приспособление, покрытием 10 может быть снабжена внут- связанное гидролинией 25 с управляющим ренняя поверхность гильзы 6, выполняе- 5 блоком 26, позволяющим регулировать давмым в зоне расположения ледяного ление в кольцевом зазоре 19 в зависимости уплотнения 7, На уплотняемом участке 11 от давления в полости сжатия 4. Гильзы 6,17 поршень 5 охвачен льдом, а в полости сжа- и 18 размещены в цилиндрах 27 и 28. служатия 4 — подаваемой средой.: щих для восприятия высокого внутреннего

Для обеспечения возможности o6prpe- "0 давления в полости 4. Охлаждение гильзы 6, ва или охлаждения. поршень 5 имеет по- обогреви.охлаждениепоршня5ирегулиро. лость 12 с циркулирующей в ней вание давления рабочей среды в зазоре 19 обогревающей или охлаждающей средой, в управляются микропроцессором 29.в завикоторую входит труба 13 для.отвода среды. симости от обьемной подачи и других экс-" подаваемой в полость.12 через зазор между 1> плуатациойных параметров насоса. внутренней стенкой поршня 5 и наружной Изобретение предусматривает, что достенкой трубы 13, как это показано на фиг.1. полнительно к изменению внутреннего диаВ целях уменьшения;сил трения при ходе метра гильзы 6 компенсация давления всасывания и .уменьшения толщины водя- возможна еще и путем изменения диаметра ной пленки при ходе сжатия температура 20 поршня.5; для чего полость 12 наполнена

- подаваемой.в поршень 5 среды может коле- .: рабочей средой и сообщается отверстием 30. . баться периодически и синхронно с движе- с полостьа сжатия 4; причем в отверстии 30 нием поршня., установлен запирающий элемент 31, выпол- . . На уплотняемом участке 11 ледяное уп-. нейный аналогично элементу 23, и управлялотнение 7 прилипает к гильзе 6, Лед охлаж- 25 ющий элемент 32. выполненный аналогично дается средой."циркулйрующей в винтовых . элементу 24, предназначенный для измене-. канавках 14 гильзы 6. На участке полости ния давления рабочей среды в полости 12 и сжатия 4 гильза 6 снабжена теплокомпенса- . подключенный гидролинией 33 к управляюционным приспособлением в аиде кольце- . щему блоку 26, Насос может быть оснащен вых канавок 15, предотвращающих 30 датчиком давления 34, который при превыобразование льда в полости сжатия 4. По.. шении заданного уровня избыточного давэтойжепричиневпускнойивыпускной кла- ления в приводе 8 дает сигнал, который. паны установлены преимущественно вне отрабатывается вмикропроцессоре29.,при поршневого насоса, . -. .: . — ... этом к последнему подключен резервуар 35 .

Выполненйые на внутренней стенке 35 со. средой для обогрева или .охлаждения гильзы 6 кольцевые канавки 16 наполнены. поршня 5, имеющий гидролинии 36,37 для упругой средой, например мйкропористой подачи и отвода среды. резиной, позволяющей постепенно сни- Управляющий блок 26. уйравляет рабожатьдавлейие вледяномуплотнении7, бла- той электродвигателя.9 и приводит его в годаря чему сокращается необходимая при 40 действие в соответствии с сигналами, пол. высокихдавленияхдлинауплотнения. Гиль- ученными:от микропроцессора, и работой

3i 6 охвачена двумя гильзами 17 и 18; между управляющих элементов 24,32. которыми имеется заполненный. рабочей Насос работает следующим образом. средой, например маслом для гидросистем; При развратно-поступательном движении:.. кольцевой зазор 19, сообщенный. каналами 45. поршня 5.происходит периодическое увели20-22 с полостью сжатия 4; : .: .чение - такт всасывания, и уменьшение —, Для достижения. оптимальной компен- такт нагнетания-обьема полосги сжатия 4. В сации давления на гильзу 6 ui ослабления зависимости от величийы развиваемого натеплового потока с внешней гильзй 18 йа . сосом давления микропроцессор 29 подает гильзу 6 на уплотняемом участке 11 стенка 50 сигналы, управляющие работой систем, гильзы 18 имеет минимально возможную . обеспечйвающих охлаждение гйльэы 6, . толщину, жесткость и теплопроводность, обогрев и охлаждейие поршня. 5, при атом ..

Внешняя гильза 17 вне. участка 11 сое- управляющий блок 26 управляет работой динена с гильзой 18, например, при помощи электродвигателя 9 и привода 8 и приводит сварки электрокным лучом.. 55 их в действие в соответствии с сигналами, В расширенной части канала 21 разме- полученными микропроцессором 29 от упщен запирающий элемент 23 в виде распо- равляющих элементов 24,32. ложенной с возможностью осевого . Ф ормула изобретения перемещения пробки, отделяющей подава- 1. Поршневой насос сверхвысокого дав- . емую среду в полости 4 от рабочей среды в ления, содержащий впуск и выпуск подава1797674 емой среды, полость сжатия, поршень, установленный с возможностью перемещения в. гильзе, и ледяное уплотнение, размещенное между поршнем и гильзой, причем поршень и/или гильза выполнены с 5 возможностью обогрева и охлаждения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей поршневого насоса путем обеспечения возможности повышения рабочего давления, гильза выполнена 10 из двух размещенных одна в другой частей с . наполненным рабочей средой кольцевым зазором между ними, сообщающимися через отверстия с полостью сжатия, причем в примыкающем к кольцевому зазору отвер- 15 стии установлены запирающий элемент в виде размещенной с воэможностью осееогоперемещения пробки, отделяющей подаваемую среду от рабочей среды и предотвращающей проникновение подаваемой среды 20 в кольцевой зазор, и выполненный в виде клапана управляющий элемент для регулирования давления в кольцевом зазоре в зависимости от давления в полости сжатия и. от дальнейших параметров, а поршень уста- 25 новлен с воэможностью вращения, 2. Hacoc ïî п,1, отличающийся тем, что поршень снабжен полостью для циркуляции в ней обогревающей или охлаждающей среды и входящей в эту полость 30 трубой для отвода среды.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что поршень снабжен замкнутой полостью, сообщенной через выполненное в дне поршня отверстие с полостью сжатия, и установленным в нем запирающим приспособлением в виде размещенной с возможностью перемещения пробки, отделяющей подаваемую среду. от рабочей среды.в поршне, и выполненным в виде клапана управляющим элементом.для регулирования давления в.полости поршня в зависимости от давления в полости сжатия и от дальнейших параметров.

4. Насос по пп. 1-3, отличающийся тем, что наружная поверхность поршня или внутренняя поверхность гильзы снабжена покрытием, выполненным из материала с коэффициентом теплопроводности, отличным от коэффициента теплопроводности материала поршня и гильзы, причем покрытие выполнено на соответственно активном участке в зоне контакта. с ледяным уплотнением.

5. Насос по и 1, отличающийся тем, что на внутренней стенке хильзы выполнены расположенные на равном расстоянии одна от другой кольцевые симметричные канавки, заполненные упругой средой., 6. Насос по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность охватывающей поршень гильзы на участке сжатия имеет теплокомпенсационные кольцевые канавки, причем на участке ледяного уплотнения .канавки выполнены винтовыми для циркуляции охлаждающей среды, 1797674 гз

1797674

Составитель В.Чайкин

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Г.бельская

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

Заказ 668 .. Тираж .. . : ГЬднисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

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