Дозировочный двухступенчатый насос высокого давления

 

Сущность изобретения: каждая из двух последовательно соединенных ступеней насоса выполнена в виде плунжера, связанного с эксцентриком и установленного в корпусе с образованием рабочей камеры. Бак соединен с входной линией корпуса. Разделители установлены в рабочих камерах ступеней с образованием полостей между корпусом и их торцевыми поверхностями, соединенных с входной линией. Регулируемый упор установлен в корпусе со стороны первой ступени с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью разделителя. Бак соединен с источником сжатого газа. Плунжеры установлены соосно по обе стороны от эксцентрика, обеспечивающего работу ступеней в противофазе. 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к поршневым дозировочным насосам.

Известен поршневой дозировочный насос (US, патент N 4715791, кл. F 04 B 49/00, 1988 г.), содержащий корпус, в котором с образованием рабочей камеры размещен поршень, связанный с приводом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение поршня, например эксцентрик, имеющий связь через вал с электродвигателем, а также разделитель в рабочей камере, позволяющий изменять объем рабочей камеры.

Недостатком такого насоса является существенная зависимость его объемной подачи от величины рабочего давления, что обусловлено сжатием жидкости в мертвом объеме рабочей камеры, деформацией кинематических связей привода.

Известна двухступенчатая насосная установка, содержащая два насоса, соединенных последовательно так, что нагнетательное окно входного насоса соединено с входным окном выходного насоса и нагнетательное окно выходного насоса действует как нагнетательное окно всей установки, а всасывающее окно входного насоса как всасывающее окно всей установки, причем плунжеры имеют связь через кулачки с регулируемыми электродвигателями, которые позволяют регулирование по сигналам от датчика давления через декодер, скоростей рабочих органов электродвигателей и угла поворота кулачков. Входная линия двухступенчатого насоса соединена с баком [1] Недостатком данной установки является сложная активная связь от датчика давления на выходной линии до электродвигателей, необходимая для обеспечения согласованной работы выходного насоса и входного насоса, который предварительно повышает давление в своей рабочей камере до давления в камере выходного насоса, а также для точного объемного дозирования выходного насоса, и невозможность использования установки для дозированной подачи низкокипящих компонентов, например фреоносодержащих.

Технической задачей изобретения является повышение точности дозирования при широком изменении рабочих давлений и расхода.

Поставленная техническая задача решается тем, что дозировочный двухступенчатый насос высокого давления, содержащий корпус с входной и выходной линиями, эксцентриковый привод, две последовательно соединенные ступени насоса, каждая из которых выполнена в виде плунжера, связанного с эксцентриком и установленного в корпусе с образованием рабочей камеры, бак, соединенный с входной линией, дополнительно снабжен источником сжатого газа, регулируемым упором, разделителями, последние из которых установлены в рабочих камерах первой и второй ступеней с образованием полостей между корпусом и их торцевыми поверхностями и соединенных с входной линией, причем регулируемый упор установлен в корпусе со стороны первой ступени с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью разделителя, бак соединен с источником сжатого газа, а плунжеры установлены соосно по обе стороны от эксцентрика, обеспечивающего работу ступеней в противофазе.

Благодаря разделению функций (первая ступень задает расход при низком давлении, а вторая ступень создает высокое давление) существенно уменьшено влияние сжимаемости жидкости и деформации конструкции на работу насоса.

На чертеже изображен предлагаемый насос.

Насос содержит две последовательно соединенные ступени: первая 1 задает расход, вторая 2 создает высокое давление. Первая ступень содержит рабочую камеру 3, плунжер 4, разделитель 5, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 7. Вторая ступень содержит рабочую камеру 8, плунжер 9, разделитель 10, всасывающий клапан 11, нагнетательный клапан 12, к которому подключена выходная линия 13. Полости 14 за разделителями сообщены с входной линией 15, соединяющей всасывающий клапан 6 первой ступени с баком 16. Бак надувается от источника сжатого газа 17. Эксцентриковый привод содержит корпус 18, эксцентрик 19, жестко посаженный на валу 20, который соединен с электродвигателем 21. Величина хода разделителя 5 может быть ограничена по его торцевой поверхности 22 упором 23.

Двухступенчатый насос работает следующим образом.

При вращении эксцентрика 19 начинается рабочий ход первой ступени 1. Ее разделитель 5 движется, поэтому нагнетания нет. Во второй ступени 2 сначала расширяется сжатая в мертвом объеме жидкость и ее разделитель 10 неподвижен, плунжер 9 движется. Затем плунжер с разделителем движутся вместе. Когда разделитель 5 первой ступени доходит до упора 23, начинается нагнетание, во второй ступени разделитель 10 останавливается (или незначительно движется) и происходит всасывание. На обратном ходе плунжера 4 первой ступени вначале движутся все плунжеры и разделитель, затем разделители 5 и 10 доходят до своих упоров 24 и 25 и в первой ступени начинается всасывание, а во второй - нагнетание.

Плунжеры 4 и 9 разделителя 10 на фазах всасывания движутся за счет наддува бака. Перемещение разделителя 5 по этой фазе происходит за счет перепада давления на клапане 6, который в это время закрыт.

Рабочий объем камеры 8 второй ступени устанавливается автоматически и складывается из объема жидкости, подаваемой первой ступенью, и из объема, на который расширяется жидкость в мертвом пространстве рабочей камеры второй ступени после фазы нагнетания и в результате деформации кинематических связей. Независимо от сжимаемости жидкости и деформации конструкции вторая ступень перекачивает всю жидкость, которую подала ей первая ступень, за исключением утечки.

Формула изобретения

Дозировочный двухступенчатый насос высокого давления, содержащий корпус с входной и выходной линиями, эксцентриковый привод, две последовательно соединенные ступени насоса, каждая из которых выполнена в виде плунжера, связанного с эксцентриком и установленного в корпусе с образованием рабочей камеры, бак, соединеннный с входной линией, отличающийся тем, что насос снабжен источником сжатого газа, регулируемым упором, разделителями, последние из которых установлены в рабочих камерах первой и второй ступеней с образованием полостей между корпусом и их торцевыми поверхностями и соединенных с входной линией, при этом регулируемый упор установлен в корпусе со стороны первой ступени с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью разделителя, бак соединен с источником сжатого газа, а плунжеры установлены соосно по обе стороны от эксцентрика, обеспечивающего работу ступеней в противофазе.

РИСУНКИ

Рисунок 1