Объемная насосная установка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИ НИЛЬСТВУ (61) Дополмительмое к авт. саид-ву— (22) Заявлено 040180 (21) 2868129/25-06 (51) М. Кй. с присоедимемием эвявкм Нов (23) Приоритет—

F 04 В 23/00

F 04 В 13/00

Государственный комитет

СССР яо дМам изобретений н открытий

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень Н9 38

Дата опубликования описания 15.1(181 (53) УДК 621.65.3.. 8 (088. 8) А. И. Костенко, И.Д. Ошмарин, Л. В. Орл и 3.П. Старкова

Н вЂ” ВарышеМ.

I (72) Авторы иэобретеми я (71) Заявитель (54) ОБЬЕМНАЯ НАСОСНАЯ УС1АНОВКА

Изобретение относится.к Гидромашиностроению, в частности к устройству объемных насосных установок.

Известна объемная насосная уста5 новка, содержащая систему с напорной и сливной магистралями и поршневой насос двойного действия, поршень которого расположен в корпусе, образуя рабочие камеры и связан со што.ком, причем рабочие полости насоса связаны с напорной магистралью (1).

Недостатком данных объемных насосных установок является низкая эффективность работы из-за непроизводительной затраты энергии в сливной 1э магистрали.

Цель изобретения — повышение эффективности работы установки.

Эта цель достигается тем, что корпус выполнен ступенчатым, а пор- 20! шень — Дифференциальным и установлен в корпусе с образованием приводньщ полостей, подключенных параллельно к сливной магистрали через дополни-. тельно установленный управляющий золотниковый элемент °

В поршне выполнена ступенчатая расточка с упорами, в которой установлен с возможностью осевого пере- 3Q мещения между упорами золотниковыЧ элемент, жестко связанный со штоком.

Золотниковый элемент выполнен с разделительными поясками, установлен в расточке с образованием пяти полостей, крайние из которых сообщены со сливной магистралью, одна из смежных полостей сообщена с одной из приводных полостей и co ñëèâíîé магистралью, а вторая из смежных полостей сообщена со второй приводной полостью и средней полостью в каждом из двух крайних ° положений золотникового элемента, причем средняя полость сообщена со сливной магистралью.

На чертеже изображена объемная установка, продольный разрез.

Установка содержит систему 1 с напорной 2- и сливной 3 магистралями и поршневой насос двойного дейст;. вия, состоящий из поршня 4, который

;расйоложен в составном корпусе 5, образуя рабочие камеры 6 и 7 и связан со штоком 8. Составной корпус 5 насоса выполнен ступенчатым, а поршень 4 — дифференциальным и установлен в корпусе 5 с образованием приводных полостей 9 и 10, подключенных параллельно к сливной магистрали 3

872789 через дополнительно установленный управляющий золотниковый элемент 11, который установлен в ступенчатой расточке поршня 4 с воэможностью осевого перемещения между упорами 12 и

13 в поршне и жестко с помощью резьбы связан со штоком 8. Золотниковый

)элемент 11 .выполнен с четырьмя разделительными поясками 14 — 17, установлен в расточке поршня 4 с образова,нием пяти полостей, крайние 18 и 19

:из которых с помощью каналов 20 и 21 в эолотниковом элементе 11 и каналов

22 в упоре 13 сообщены с образованной поверхностями поршня 4, составного корпуса 5 и штока 8 полостью 23, сообщенной каналом 24 со сливной магистралью 3. При крайнем ограниченном упором 13 положении золотникового элемента ll одна из смежных полостей

25 сообщена с помощью каналов 26 в поршне 4 с одной иэ приводных полос- 20 тей.10, а с помощью осевого зазора между поверхностями разделительного пояска 17 и ступенчатой расточки поршня 4 — с крайней полостью 18 и далее через каналы 22, полость 23 и кана- 25 лы 24 со сливной магистралью 3 системы. Вторая иэ смежных полостей

27 при этом сообщена с помощью каналов 28 в поршне 4 со второй приводной полостью 9, а с помощью осевого зазора между поверхностями разделительного пояска 15 и ступенчатой расточки поршня 4 — со средней полостью 29, которая с помощью каналов

30 и поршня 4 и канала 31 в составном корпусе 5 и далее трубопровода

32 сообщена со сливной магистралью 3.

При другом крайнем ограниченном упором 12 положении золотникового элемента (на чертеже не показан) вторая из смежных полостей 27 с по- 40 мощью канала 28 в поршне 4 сообщена со второй приводной полостью 9, а с помощью осевого зазора между поверхностями разделительного пояска

- 14 и ступенчатой расточки поршня 45

4 - с крайней полостью 19 и далее через каналы 18 в упоре 13, полость

23 и канал 24 в составном корпусе

5 со.сливной магистралью 3 системы.

Первая же из смежных полостей 25 при этом сообщена с помощью каналов

26 в поршне 4 с первой из приводных полостей 10, а с помощью осевого зазора между поверхностями раздели- . тельного пояска 16 и ступенчатбй расточкй поршня 4 — со средней полостью 55

29, ®оторая сообщена с напорной полостью системы укаэанным образом.

Качающий узел насоса состоит из расположенных свободно в кольцевых л канавках поршня 4 уплотнительных ко- 60 лец 33 и 34, выполненных с натягом по поверхности цилиндрической расточки составного корпуса 5, между которыми установлено свободно в сообщенном каналом 35 с напорной магистралью 65

Ю

2 кольцевой канавке составного корпуса 5 уплотнительное кольцо 36, выполненное с натягом по цилиндрической поверхности поршня 4. Кольцевые канавки поршня 4 сообщены каналами 37 и

38 с рабочими камерами насоса соответственно 6 и 7. Между поверхностяMH уплотнительных колец 33, 34, 36

I и боковыми поверхностями кольцевых канавок установлены жесткие кольцевые элементы 39 — 44, предотвращающие выдавливание уплотнительных колец в зазоры между поверхностями поршня

4 и составного корпуса 5. Образованные поверхностями поршня 4 и составного корпуса 5 вне межканавочной зоны полости 45 и 46 сообщены каналами

47 и 48 в поршне 4 между собой и далее каналом 49 в составном корпусе

5 со всасывающим трубопроводом 50, в котором установлен фильтр 5 1. Полость 46 от внешней среды заглушена торцовой стенкой расточки составного корпуса насоса 5. В сливной магистрали 3 установлен перепускной клапан

52. Уплотнение образованных поверхностями поршня 4 составного корпуса

5 и штока 8 полостей осуществлено уплотнительными элементами 53-59 °

Насосная установка работает следующим образом.

На чертеже насосный узел установки представлен в положении, соответствующем концу хода всасывания в рабочей камере 6 и концу хода нагнетания в рабочей камере 7, которые совмещены во времени. При ходе всасывания в рабочей камере 6 и ходе нагнетания в рабочей камере 7 уплотнительный элемент 33 усилием трения его о поверхность расточки составного корпуса 5 поджат к оснащенной выпуклыми каналами 37 боковой стенке кольцевой канавки поршня 4 и к жесткому кольцевому элементу 40, уплотнительный элемент 36 усилием трения его о поверхность поршня 4 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны рабочей камеры 6 боковой стенке кольцевой канавки составного корпуса 5 и жесткому кольцевому элементу 41, уплотнительный элемент 34 усилием трения о поверхность расточки составного корпуса 5 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны полости 46 боковой стенке кольцевой канавки поршня 7 и к жесткому кольцевому элементу 44, а жестко связанный со штоком 8 золотниковый элемент 11 под действием результирующего приводного усилия на поршне поджат к упору 13. При этом рабочая жидкость через фильтр 51 всасывающего трубопровода 50, канал 49, полость 46, каналы 48 и 43, полость

45, радиальные и осевые зазоры между поверхностями кольцевой канавки поршня 4 и поверхностями жесткого

872789

Формула изобретения кольцевого элемента 39, уплотнительного элемента 33, жесткого кольцевого элемента 40 и выпускные каналы поступает в рабочую камеру 6, а рабочая жидкость из рабочей камеры 7 через осевые и радиальные зазоры между поверхностями кольцевой канав5 ки составного корпуса 5 и поверхностями жесткого кольцевого элемента

42 и уплотнительного элемента Зб.вытеснится через канал 35 в напорную магистраль 2 и далее, пройдя систему

1, часть ее израсходуется по своему непосредственному целевому назначению, а часть ее поступит под давлением через трубопровод 32, кайалы

31 и 30, полость 29, осевой зазор между поверхностями разделительного пояска 15 и ступенчатой расточки поршня 4, полость 27 и канал 28 в при.,водную полость 9 вызывает усилие, направленное противоположно усилию 20 на поршень, обусловленному процессом нагнетания в рабочей камере 7, что и уменьшит суммарное усилие на приводном штоке 8 насоса, повышая эффективность работы насосной установки в целом. Рабочая жидкость из приводной полости 10 при этом через канал 26 в поршне 4, полость 25, осевой зазор между поверхностями разделительного пояска 17 и ступенчатой расточки поршня 4, каналы 22, полость

23 и канал 24 поступит в сливную ма" гистраль 3 °

При последующем обратном движении приводного штока жестко связанный с ним золотниковый элемент.11 переместится относительно поршня в другое из двух крайних положений, ограниченное. упором 12, после чего приведет поршень в движение. При этом до момента соприкосновения уплотни- 40 тельного элемента 33 с расположенной со стороны полости 45 боковойстенкой кольцевой канавки поршня 4 уплотнительный элемент 36 под действием усилия от перепада давления 45 на нем, превосходящего усилие трения его о поршень, остается неподвижным,. а уплотнительный элемент 34 под действием усилия от перепада давления на нем, превосходящего усилие -трения его о поверхность расточки составного корпуса 5, перемещается вместе с поршнем. После соприкосновения указанных элементов уплотнительный: элемент 36 под действием усилия трения .его о поршень 4 переместится и подожмется к противоположной боковой стеФке кольцевой канавки и к . жесткому. кольцевому элементу 42, а уплотнительный элемент 34 под действием усилия трения его о поверх- 40 ность расточки составного корпуса

5 при движении поршня 4 подожмется к оснащенной выпускными ка- налами 38 боковой стенке кольцевой канавки поршня 4 и жесткому кольцево=gg му элементу 43. При этом из полости

46 часть рабочей жидкости через радиальные и осевые зазоры между поверхностями кольцевой канавки поршня 4 и поверхностями жесткого кольцевого -элемента 44, уплотнительного элемента 34, жесткого кольцевого элемента 43 и далее выпускные каналы 38 поступает в рабочую камеру 7 насоса, а часть рабочей жидкости поступает через канал 49 во всасывающий трубо-, провод 50 систеьы и далее в фильтр ,51, осуществляя его промывку обратным потоком жидкости. Рабочая же жидкость из рабочей камеры 6 через осевые и радиальные зазоры между поверхностями кольцевой канавки составного корпуса 5 и поверхностями жесткого кольцевого элемента 41 и уплотнительного элемента 36 вытеснится через канал 35 в напорную магистраль 2 системы и далее, пройдя систему 1, часть ее израсходуется .по своему непосредственному целевому назначению, а часть ее поступает под давлением через трубопровод 32, каналы 31 и 30, полость 29, осевой зазор между поверхностями 1 разделительного пояска 16 и ступенчатой расточки поршня 4, полость 25 и канал 26 в приводную полость 10, где воздействуя на поршень 4, вызовет усилие, направленное противоположно усилию на поршень, обусловленному процессом-нагнетания в рабочей камере 6, что и уменьшит суммарное усилие на приводном штоке 8 насоса, повышая эффективность работы насосной установки в целом.

Рабочая жидкость из приводной по- . лости 9 при этом через канал 28 в поршне 4,, полость 27, осевой зазор между поверхностями разделительного пояска 14 и ступенчатой расточки поршня 4, каналы 20 и 21 в канал

24 поступает в сливную магистраль 3.

В дальнейшем циклы повторяются. Ограничение предельного давления в системе в случаях превышения частоты возвратно-поступательного движения поршня под номинальным значением или снижение пропускной способности системы ниже нормы осуществляется перепускным клапаном 52.

Изобретение позволяет значительно повысить эффективность работы установки, обеспечив усилие на приводной рукоятке при определенных параметрах системы в пределах допустимых норм в случае привода от мускульной силы руки человека.

1. Объемная насосная установка, содержащая систему с напорной и сливной магистралями и поршневой насос двойного действия, поршень ко7

872789

7 дб

ВНИИПИ Заказ 8979/53 Тираж 715 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4 торого расположен в корпусе, образуя рабочие камеры, и связан со штоком, причем рабочие Полости насоса связаны с напорной магистралью, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, корпус выполнен ступенчатым, а поршень - дифференциальным и установлен в корпусе с образованием приводных полостей,. подключенных параллельно к сливной магистрали через дополнительно установленный управляющий эолотниковый элемент.

2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в поршне выполнена ступенчатая расточка с упо- 15 рами, в которой установлен с возможностью осевого перемещения между упорами,золотниковый элемент, жестко связанный со штоком.

3. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что золотниковый элемент выполнен с разделительными поясками, установлен в расточке с образованием пяти полостей, крайние иэ которых сообщены со сливной магистралью, одна из смежных с крайней полостей сообщена с одной из приводных полостей и со сливной магистралью, а вторая иэ смежных с крайней полостей сообщена со второй приводной полостью и средней полостью в каждом иэ двух крайних положений эолотникового элемента, причем средняя полость сообщена со сливной магистралью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР по эаявке Р 2776723/25-06> кл. F 04 В 13/00, 1979.