Насос высокого давления
Владельцы патента RU 2308611:
Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский центр экологических ресурсов "ГОРО" (RU)
Изобретение относится к плунжерным насосам. Насос высокого давления включает динамически уравновешенный планетарный привод, передающий прямолинейное рабочее движение плунжеру насоса таким образом, что исключается появление на нем поперечных сил, ведущих к преждевременному износу уплотнений и стенки цилиндра, что повышает его надежность и долговечность при сохранении технических характеристик. Насос обладает возможностью плавной регулировки его производительности до многократной величины. 2 ил.
Изобретение относится к плунжерным насосам, у которых в качестве приводов используются устройства, обеспечивающие плунжеру возвратно-поступательное движение.
Недостатком известных плунжерных насосов (см. патент РФ 2002030) является то, что применение в их конструкциях кривошипно-шатунных механизмов, отличающихся динамической неуравновешенностью переменных сил и появлением на плунжерах поперечных сил, приводящих к износу уплотнений и боковых стенок направляющих цилиндров насосов, ведет к преждевременному снижению их технических характеристик, надежности и долговечности.
Известен принятый за прототип поршневой насос а.с. SU 1751395 A1, 1992 г., у которого возвратно-поступательное движение ползунам 10 осуществляется кривошипно-шатунными механизмами, состоящими из кривошипов, выполненных в виде эксцентриков, установленных на эксцентриковом валу 7, шатунов 8 и ползунов 10, а также направляющих 15 и 14. Направляющие 14 и 15 выполнены сменными.
Недостатком такого привода является интенсивный износ направляющих 14 и 15, возникающий от воздействия на них значительных по величине поперечных сил, появляющихся на ползунах 10 при работе кривошипно-шатунных механизмов. Это приводит к необходимости постоянной смены направляющих, созданию устройств для их быстрой смены, что ведет к усложнению конструкции насоса, увеличению его металлоемкости, а так же значительным по времени простоям, снижению его производительности, надежности и долговечности.
Задача настоящего изобретения заключается в создании насоса высокого давления с плунжером, на котором исключено появление поперечных сил, а для его продольного перемещения использовалась бы только осевая сила, создаваемая толкателем привода при соприкосновении его с плунжером в тот момент, когда она имеет величину достаточную для его перемещения.
Поставленная задача решается тем, что в насосе высокого давления, содержащем привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, согласно изобретению привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, одна из которых оснащена ступицей, в которой неподвижно установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни, при этом насос дополнительно содержит устройство для обеспечения соосности плунжера с вектором рабочей силы, воздействующей на него, устройство ограничения величины использования рабочего хода пальца-толкателя и регулировки величины хода плунжера, выполненное в виде опоры с резьбовым соединением, в которой размещен насос и направляющие втулки для плунжера, соединенного с тягой, выполненной в виде П-образного колена, оснащенной вилочной и резьбовой перемычками и поддерживаемой направляющей опорой, а также резьбовым регулировочным штоком, выполненным с осевым отверстием для гидродемпфирования обратного хода пальца-толкателя.
Такое конструктивное решение насоса высокого давления, у которого вектор силы, воздействующей на плунжер, соосен с ним, а также использование в качестве рабочего хода плунжера только той части величины хода пальца-толкателя, в которой развивается максимальное усилие давления на плунжер, создает идеальные условия его работы, а именно:
- исключает появление на нем поперечных сил, что на порядок снижает износ уплотнений, увеличивает надежность и долговечность насоса;
- снижает нагрузку на двигатель за счет холостого пробега пальцем-толкателем большей части от его общего хода.
На фиг.1 изображен общий вид насоса высокого давления, разрез по осям валов и плунжеру.
На фиг.2 - то же, вид спереди со снятой передней крышкой.
Насос высокого давления состоит из планетарного привода, размещенного в корпусе 1, состоящего из водила 2, установленного на подшипнике 3, которое выполнено так, что в нем запрессованы оси 4, 5, 6, на которых на подшипниках 7 и 8 установлены шестерни 9 и 10, сопрягаемые с неподвижной шестерней 11. Мощность от двигателя подводится к водилу 2 через центральный вал-шестерню 12. Шестерня 10 оснащена ступицей, в которой установлен неподвижно палец 13 с подвижным роликом 14, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни 10. Передаточное отношение зубьев шестерен 10 и 11 равно 1:2. В опоре 15 на резьбе крепится насос 16, внутри которого расположен плунжер 17 с уплотнением 18, а также направляющие втулки 19 и 20. Насос 16 оснащен обратными клапанами 21 и 22. Плунжер насоса 16 соединен с тягой 24, выполненной в виде П-образного колена, образованного вилочной 23 и резьбовой 25 перемычками, поддерживаемой направляющей опорой 28, установленной на крышке 29, соединенной с резьбовым регулировочным штоком 26, установленным в направляющей втулке 27, имеющим осевое отверстие.
Работа насоса осуществляется следующим образом. При вращении вала-шестерни 12 через шестерни 9, которые взаимодействуют с неподвижной шестерней 11, вращение передается через оси 4 и 5 к водилу 2. Водило 2, поворачиваясь на подшипнике 3 вокруг своей оси, заставляет поворачиваться на оси 6 шестерню 10, находящуюся в зацеплении с неподвижной шестерней 11, при этом палец 13, размещенный в ступице шестерни 11, вместе с роликом 14 совершает прямолинейное движение по горизонтали, сталкиваясь по очереди с торцем плунжера 17 и торцем регулировочного штока 26. Поскольку расстояние между торцами плунжера 17 и штока 26 меньше, чем величина горизонтального хода пальца-толкателя с роликом 14, то эта разница и является величиной рабочего хода плунжера, которая регулируется в определенных пределах перемещением штока 26 в резьбовой перемычке 25. Регулировка хода может быть выполнена в пределах от «нуля» до заданной величины. Периодическое перемещение плунжера позволяет насосу осуществлять всасывание и выталкивание жидкости через клапаны 21 и 22 в рабочую магистраль.
Насос высокого давления, содержащий привод, преобразующий вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение плунжера насоса, отличающийся тем, что привод насоса выполнен в виде динамически уравновешенного планетарного привода, содержащего неподвижную и подвижные шестерни, одна из которых оснащена ступицей, в которой неподвижно установлен палец-толкатель с роликом, ось которого является продолжением образующей цилиндра делительной окружности шестерни, при этом насос дополнительно содержит устройство для обеспечения соосности плунжера с вектором рабочей силы, воздействующей на него, устройство ограничения величины использования рабочего хода пальца - толкателя и регулировки величины хода плунжера, выполненное в виде опоры с резьбовым соединением, в которой размещен насос и направляющие втулки для плунжера, соединенного с тягой, выполненной в виде П-образного колена, оснащенной вилочной и резьбовой перемычками и поддерживаемой направляющей опорой, а также резьбовым регулировочным штоком, выполненным с осевым отверстием для гидродемпфирования обратного хода пальца-толкателя.
