Насосная установка

 

Союз Советских социалистических

Республик

О rI И C А Н И Е (ве ме

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28,05.74 (21)2027903/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 26.01.78 (51) М. Кл

Р 15 В 1/00 F 04 В 23/10

Гееударатеенкый камнтет

Савета Мнннатрав СССР еа делам иэабретенне н еткрытнй (53) УДК 621.651 (088,8) А. H. Греков, О, И, Гребенник, Ю. А, Дудин, В Д. Дудар, В. Н, Макаров, В. М, Оголихии и Т. П. Хрусталева

31 (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро гидроимпульсной техники

Сибирского отделения Академии наук СССР (71) Заявитель (S4) НАСОСНА Я УСТАНОВКА

Изобретение относится к насосным установкам, содержащим насос высокого давления, и, в частности, к установкам, снабженным гидросистемой среды, уплотняющей плунжер насоса в цилиндре. 5

В известных насосных установках этого типа гидросистема сообщается с запорной камерой, имеющей перегородку для отделения ее от рабочей камеры, причем уровень избыточного давления в запорной камере исключает попадание в нее жидкости из рабочей камеры в te период такта нагнетания насоса.

Недостатком известной насосной установки является значительная затрата энергии на поддержание заданного уровня избыточного давлений в запорной камере, Затраты энергии необходимы для привода отдельного дополнительного насоса высокого давления, давление которого должно быть выше давления нагнетания основного насоса.

Кроме этого, давление в запорной камере постоянно и не зависит от давления в рабочей камере, что приводит к тому, что энергия,затрачнваемая приводом дополнительного насоса, расходуется вхолостую во время такта. всасыаания основного насоса.

Целью изобретения является уменьшение энергозатрат на поддержание требуемого уровня избыточного давления в запорной камере.

Эта цель достигается тем, что указанная перегородка установлена подвижно, а установка снабжена обратным клапаном для сообщения с гидросистемой уплотняющей среды, причем уровень избыточного давления в гидросистеме установлен большим, чем давление в рабочей камере в период такта всасывания насоса на величину, обеспечивающую перемещение указанной подвижной перегородки в.заданных пределах.

Запорная камера выполняется в нескольких вариантах и может быть образована внутренней кольцевой канавкой, выполненной в цилиндре, частью наружной поверхности плунжера и подвижной перегородкой, выполненной в виде втулки, надетой на плунжер н сопрягающейся своим наружным диаметром с внутренним диаметром указанной кольцевой канавки.

Кроме того, запорная камера может быть образована частью внутренней поверхности цилиндра, торцом плунжера и подвижной перегородкой, выполненной в виде поршня с хво. стовиком, ограничивающим ход поршня прн

591624 такте всасывания, причем диаметр указанного поршня равен диаметру ллунжера.

Запорная камера может быть образована и частью наружной поверхности плунжера, частью кольцевой канавки, выполненной в цилиндре и подвижной перегородкой, выполненной в виде эластичной мембраны, а в кольцевой канавке размещена втулка с радиальными каналами, на наружной поверхности которой закреплена мембрана-.

На фиг. 1 изображена предлагаемая насосная установка в продольном разрезе с первым вариантом .:. полнения запорной камеры; на фиг; 2 — то же, со вторым вариантом исполнения запорной камеры; на фиг. 3 — то же, с третьим вариантом исполнения запорной камеры;

Насосная установка содержит насос высокого давления с плунжером 1, размещенным в цилиндре 2 и гидросистему уплотняющей среды.

Гндросистема уплотняющей среды содер- 2о жит источник низкого давления, например гидропневмоаккумулятор 3, лодводягцув магистраль 4, обратный клапан 5, запорную камеру 6, щелевое уплотнение 7 между плунжером 1 и цилиндром 2. Подвод сжатого газа к пневмогидроаккумулятору 3 осуществляется по маги. страли 8.

Насос высокого давления, кроме плунжера

1 и цилиндра 2; содержит впускную магистраль

9 с обратным клапаном 10 и каналом 11 в цилиндре 2, рабочую. камеру 12 и напорную магистраль 13 с каналом 14 в цилиндре 2 и обратным клапаном 15.

Запорная камера б и рабочая камера 12 разделены перегородкой, установленной подвижно в пределах запорной камеры 6. Подвижная перегородка и запорная камера б могут быть выполнены в различных вариантах.

Запорная камера может быть образована внутренней кольцевой канавкой б, выполненной в цилиндре 2, частью наружной поверхности плунжера 1, н подвижной перегородкой, выполненной в виде втулки 17, надетой на 4о плунжер 1 и размещенной в канавке 16. Втулка -17 снабжена уплотнениями 18 и 19. Подвод уплотняющей жидкости в запорную камеру 6 осуществляется через канал 20 в стенке цилиндра 2.

В другом варианте исполнения насосной 45 установки запорная камера образована частью внутренней поверхности цилиндра 2, торцом плунжера 1 и подвижной перегородкой, выполненной в виде поршня 21 с хвостовиком 22, ограничивающим ход поршня 21 лри такте всасывания. Диаметр поршня 21 равен диаметру ллунжера 1. 1!оршень 21 снабжен уплотнением 23.

Подвод уплотняющей жидкости в запорную камеру 6 осуществляется через канал 24, выполненный в плунжере 1. 55

В третьем варианте исполнения насосной установки запорная камера 6 образована частью наружной поверхности плунжера 1, частью кольцевой канавки 25, выполненной в цилиндре 2, и подвижной перегородкой, выполненной в виде эластичной мембраны 26, зак- Ю репленной иа наружной поверхности втулки 2>, с радиальными каналами 28. Втулка 27 снабжена уплотнениями 29 и 30. Подвод уллотняющей жидкости в запорную камеру 6 осушествляется через канал 31 в стенке цилиндра 2.

Насосная установка согласно первому варианту исполнения запорной камеры работает следующим образом, Еlлунжер 1 совершает возвратно-поступательное движение под действием любого приводного устройства.

В период такта всасывания плунжер 1 движется влево. Уровень избыточного давления в гидросистеме уллотняющей среды установлен большим., чем давление в. рабочей камере в период такта всасывания насоса, на величину, обеспечивающую перемещение подвижной перегородки..

Под действием указанного перепада давлений между запорной камерой 6 и рабочей камерой 12 перегородка-втулка 17 перемещается вправо до упора в торцовую часть кольцевой канавки 16.

Во время такта нагнетания плунжер 1 перемещается вправо и давление в рабочей камере возрастает от впускного до нагнетательного, рабочая жидкость из камеры 12 через канал 14 клапан 15 поступает в напорную магистраль 13.

Одновременно с нарастанием давления рабочей жидкости в камере 12 за счет подвижности втулки 17, соверш аюгцей перемещение влево под действием перепада давлений между камерой 12 и запорной камерой 6, в последней давление так же возрастает. Втулка 7 перемещается влево на величину, обусловленную сжимаемостью жидкости в объеме запорной камеры б и уменьшением объема камеры б на величину утечек уплотняющей среды через щелевое уплотнение 7. Перепад давлениИ между рабочей камерой 12 и запорной камерой 6 невелик, что при наличии уплотнений 18 и 19 практически полностью исключает перемешивание нагнетаемой и уплотняющей жидкости.

После завершения такта нагнетания цикл работы насоса повторяется.

Насосная установка согласно второму варианту исполнения запорной камеры работает аналогично, При такте всасывания обратный клапан 5 открывается и уллотняющая жидкость из гидросистемы уплотняющей среды по каналу 24 по» ступает в запорную камеру б, перемещая поршень 21,в крайнее правое положение, ограни- чиваемое хвостовиком 22. При такте нагнетания поршень 21 воздействует на уллотняющую жидкость в запорной камере 6 и перемещается влево на величину, обусловленную сжимаемостью жидкости в объеме запорной каме- рь! и уменьшение объема этой камеры на величину утечек уплотняющей жидкости через щелевое уплотнение 7.

Насосная установка согласно третьему варианту исполнения запорной камеры работает аналогично. Отличие этого варианта исполнения состоит в том, что втулка 27 неподвижна, а изменение объема запорной камеры 6 происходит благодаря гибкости эластичной .мем браны 26.

591624

Предлагаемая насосная установка позволяет уменьшить затраты энергии на уплотнение плунжера за счет значительного снижения уровня избыточного давления в гидросистеме уплотняющей среды и практически исключить смешивание рабочей и уплотняющей жидкостей.

Формула изобрегения

i. Насосная установка, содержащая насос высокого давления и источник среды, уплотняющей плунжер насоса в цилиндре, сообщенный с запорной камерой, имеющей перегородку для отделения от рабочей камеры, причем уровень избыточного давления в запорнойкамере исключает попадание в нее жидкости из рабочей камеры в период такта нагнетания, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на поддержание требуемого уровня избыточного давления в запорной камере, перегородка установлена подвижно, а установка снабжена обратным клапаном для сообщения запорной камеры с источником уплотняющей среды, причем уровень избыточного давления в указанном источнике установлен большим, чем давление в рабочей камере в период такта вснгывания насоса на величину, обеспечивающую перемещение указанной подвижной перегородки в заданных пределах.

2. Установка но п. 1, г>тличающаяся тем, что запорная камера образована внутренней кольцевой канавкой, выполненной в цилиндре, частью наружной поверхности плунжера и подвижной перегородкой, выполненной в. виде втулки, надетой на плунжер и сопрягающейся своим наружным диаметром с внутренним диамет$0 ром указанной кольцевой канавки.

3.. Установка по п. I, отличгиощаягя тем, что запорная камера образована частью внут. ранней поверхности цилиндра, торцом плунжера и подвижной перегородкой, выполненной в виде поршня с хвостовиком, ограничивающим ход поршня при такте всасывания, причем диаметр указанного поршня равен диаметру плунжера.

4. Установка по и. 1, отличающпяся тем, что запорная камера образована частью наружной поверхности плунжера, частью кольцевой канавки, выполненной в цилиндре, и подвижной перегородкой, выполненной в виде эластичной мембраны, а в указанной кольцевой канавке размещена втулка с радиальными отверстиями, на наружной поверхности которой закреплена мембрана, ЦНИИНИ Государственного комитета Совета Министров СГСР не делам изобретений и открнтий

Москва, Ж-35. Раушскан иаб., д, 4!5

113035, Филиал П П П е Патент i, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Снегирева

Заказ 564/29

Составитель В. Чагнкнн

Техред О. Луговая Корректор А. Лакнда

ТнражМ Подписное