Объемная насосная установка

Союз Советских СоциалистическихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ОИЛЬСТВУ оц 872789(22) Заявлено 040180 (21) 2868129/25-06 с присоедимемием заявки Нов(2 З) Приоритет -Р 04 В 23/00 Р 04 В 13/00 Государственный комитет СССР яо дМам изобретений н открытий(71) Заявите ОБЬЕМНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВК Изобретение относится.к Гидро- машиностроению, в частности к устройству объемных насосных установок.Известна объемная насосная установка, 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 магистрали,Цель изобретения - повышение эффективности работы установки.Эта цель достигается тем, что корпус выполнен ступенчатым, а поршень - дифференциальным и установлен в корпусе с образованием приводньщ полостей, подключенных параллельно к сливной магистрали через дополнительно установленный управляющий золотниковый элементВ поршне выполнена ступенчатая асточка с упорами, в которой устаовлен с возможностью осевого перемещения между упорами золотниковыЮ элемент, жестко связанный со штоком.Золотниковый элемент выполнен сразделительными 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 сосливной магистралью, а вторая из смежных полостей сообщена со второй приводной полостью и средней полостью в каждом из двух крайних. положений золотникового элемента, причем средняя 5 полость сообщена со сливной магистралью.На чертеже изображена объемнаяустановка, продольный разрез.Установка содержит систему 1 20 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 30 параллельно к сливной магистрали 3через 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 11 одна из смежных полостей 25 сообщена с помощью каналов 26 в поршне 4 с одной иэ приводных полос 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 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 3При другом крайнем ограниченном упором 12 положении золотникового элемента (на чертеже не показан) вторая из смежных полостей 27 с по 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, которая сообщена с напорной полостью системы укаэанным образом. Качающий узел насоса состоит из расположенных свободно в кольцевыхлканавках поршня 4 уплотнительных ко 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 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 поверхностями уплотнительных колец 33, 34, 36 1и 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 51. 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 53-59Насосная 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 жесткогоФормула изобретения кольцевого элемента 39, уплотнительного элемента 33, жесткого кольцевого элемента 40 и выпускные каналыпоступает в рабочую камеру 6, а ра"бочая жидкость из рабочей камеры 7через осевые и радиальные зазорымежду поверхностями кольцевой канав 5ки составного корпуса 5 и поверхностями жесткого кольцевого элемента42 и уплотнительного элемента 36 вытеснится через канал 35 в напорнуюмагистраль 2 и далее, пройдя систему1, часть ее израсходуется по своемунепосредственному целевому. назначению, а часть ее поступит под давле"нием через трубопровод 32, кайалы31 и 30, полость 29, осевой зазормежду поверхностями разделительногопояска 15 и ступенчатой расточки поршня 4, полость 27 и канал 28 в при.,водную полость 9 вызывает усилие,направленное противоположно усилию 20на поршень, обусловленному процессомнагнетания в рабочей камере 7, чтои 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 ступенчатойрасточки поршня 4, каналы 22, полость23 и канал 24 поступит в сливную ма"гистраль 3При последующем обратном движенииприводного штока жестко связанныйс ним золотниковый элемент.11 переместится относительно поршня вдругое из двух крайних положений,ограниченное. упором 12, после чегоприведет поршень в движение. При этомдо момента соприкосновения уплотнительного элемента 33 с расположенной со стороны полости 45 боковой:стенкой кольцевой канавки поршня 4уплотнительный элемент 36 под действием усилия от перепада давления 45на нем, превосходящего усилие тренияего о поршень, остается неподвижным,а уплотнительный элемент 34 под действием усилия от перепада давленияна нем, превосходящего усилие .тренияего о поверхность расточки составного корпуса 5, перемещается вместес поршнем. После соприкосновенияуказанных элементов уплотнительный:элемент 36 под действием усилиятрения .его о поршень 4 переместитсяи подожмется к противоположной боковой стеФке кольцевой канавки и кжесткому. кольцевому элементу 42,а уплотнительный элемент 34 поддействием усилия трения его о поверхность расточки составного корпуса5 при движении поршня 4 подожмется к оснащенной выпускными каналами 38 боковой стенке кольцевойканавки поршня 4 и жесткомукольцево- у 5 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 коль" цевого 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 менарду поверхностями кольцевой канавки составного корпуса 5 и поверхностями жесткого кольцевого элемента 41 и уплотнительного элемента 36 вытеснится через канал 35 внапорную 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 ка" нал 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 аэ 8979/53 Тираж 715 Подписи И илиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 торого расположен в корпусе, образуярабочие камеры, й 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 цельюповышения эффективности работы,корпус выполнен ступенчатым, а поршень - дифференциальным и установлен в корпусе с образованием приводных полостей,. подключенных параллельно к сливной магистрали черездополнительно 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 рами, в которой установлен с возможностью осевого перемещения между упорами ,золотниковый элемент, жестко связанный со штоком. 3. Установка по пп, 1 и 2, о т.л 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 скрайней полостей сообщена с одной изприводных полостей и со сливной магистралью, а вторая иэ смежных скрайней полостей сообщена со второйприводной полостью и средней полостьюв каждом иэ двух крайних положенийэолотникового элемента, причем средняя полость сообщена со сливной магистралью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССРпо эаявке Р 2776723/25-06кл, Р 04 В 13/00, 1979.