Объемный насос

Союз Советских Социалистинеских Республик(23) Приоритет -В 04 В 13/ОО Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 621, , 651 (088. 8) Дата опубликования описания 09. 12. 80 А,И, Костенко, Я.Л. Любин, И,Д. Овд 1 арнн, В,Б, Филоненко, А.В. Краснов, Л.В, Орлов и Е,Н, Барышев(54) ОБЪЕМНЫЙ НАСОС Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к устройству объемных насосов.Известен объемный насос, содержащий расположенный в цилиндрическом корпусе поршень, снабженный основной кольцевой канавкой с выпускными каналами и свободно установленный в ней уплотнительный элемент (1 . Однако в насосе в конце хода нагнетания не обеспечивается непосредственное соприкосновение расположенного в поршне уплотнительного элемента с обращенным в рабочую камеру 15 торцом напорного клапана, что обуславливает наличие полости вредного пространства, образованной цилиндрическими поверхностями корпуса и поршня, расположенными между кольцевой 20 канавкой на поршне и обращенным в рабочую камеру торцом напорного клапана. При выполнении насоса на малые подачи, объем этой полости, отнесенной к рабочему объему, достига" 25 ет существенных величин, снижающих эффективность работы насоса.Кроме того, в известном насосе большая неравномерность подачи и узкая область применения. ЗО Целью настоящего изобретения является повьгшения эффективности работы при выполнении насоса на малые подачи уменьшение неравномерности подачи и расширение области применения насоса.указанная цель достигается тем, что в корпусе выполнена сообщенная с напорным трактом насоса кольцевая проточка, расположенная со стороны выпускных каналов основной кольцевой канаьки на поршне и снабжена свободно расположенным в ней кольцевым уплотнительным элементом, выполненным с натягом по цилиндрической поверхности поршня, На поршне выполнена дополнительная кольцевая канавка, снабженная свободно расположенным в ней дополнительным уплотнительным элементом и выпускными каналами, размещенными со стороны основной кольцевой канавки, а кольцевая проточка выполнена междуосновной и дополнительной кольцевыми канавками. Кроме того, между боковыми поверхностями кольцевых канавок, кольцевой проточки и поверхностями уплотнительных элементов свободно установлены жесткие кольцевые элементы.На фиг. 1 изображен общий вид насоса с одной кольцевой проточкой в корпусе; на фиг, 2 - вид насоса с двумя кольцевыми канавками на поршне) на фиг, 3 - вид насоса с двумя кольцевыми канавками на поршне, в который установлены жесткие кольцевые элементы.Насос содержит расположенный в цилиндрической расточке корпуса 1 поршень 2, в котором выполнена основная кольцевая канавка 3, снабженная выпускными каналами, 4 и свободно расположенным в ней кольцевым уплотнительным элементом 5, выполненным в форме эластичного кольца с натягом по поверхности цилиндрической расточ ки корпуса 1. В корпусе 1 выполнена кольцевая проточка б, которая сообщена с напорным трактом насоса 7 и снабжена свободно расположенным в ней уплотнительным элементом 8, выполнен- о ным в форме эластичного кольца круглОго поперечного сечения с натягом по цилиндрической поверхности поршня 2.Со стороны кольцевой проточки25 в корпусе, поршень уплотнен эластичным кольцом 9 круглого поперечного сечения, установленным в канавке, выполненной в корпусе насоса 1, С противоположной стороны поршень уплотнен мембраной 10, внутенняя заделка которой выполнена в поршне, а наружные края обжаты между поверхностями корпуса 1 и фонаря 11, В фонаре 11 выполнено направление для штока 12, жестко связанного с порш нем 2 и закрепленного с помощью гайки 13. Полость 14, образованная поверхностями цилиндрической расточки корпуса 1, поршня 2, уплотнительного элемента 5 и мембраны 10 сообщена со всасывающим трактом 15 насоса, а полость, образованная поверхностями цилиндрической расточки корпуса 1, поршня 2, уплотнительных элементов 5 и 8 представляет собой рабочую камеру 16 насоса (фиг.1)Насос содержит дополнительнуюкольцевую канавку 17, выполненнуюна поршне 2 в зоне расположения выпускных каналов 4 основной кольцевойканавки 3, снабженную свободно расположенным в ней дополнительным уплотнительным элементом 18 и выпуск.ными каналами 19, размещеннымисо стороны основной кольцевой канавки 3. Кольцевая проточка б выполнена между основной канавкой 3 и дополнительной канавкой 17,Каждая из двух полостей 14 и 20,образованных поверхностями корпуса,поршня и уплотнений, находящимисявне межканавочной зоны, сообщенасо всасывающим трактом 16 насоса,а полости, образованные поверхностями указанных элементов, находящимися в межканавочной зоне, представляют ссбои р бони камеры 16 и21 насоса (фиг. 2).Вежду боковыми поверхностямикольцевых канаьок 3 и 17, кольцевойпроточки 6 и поверхностями расположенных в них уплотнительных элементов 5 и 18 свободно установленыжесткие кольцевые элементы 22-25,26 и 27 фиг. 3) . Кольцевые элементы 22-25 выполнены с малым радиальным зазором в сопряжении с цилиндрической расточкой корпуса 1 насоса, а кольцевые элементы 26 и27 выполнены с малым радиальнымзазором в сопряжении с поршнем 2.Все жесткие кольцевые элементыпо форме и размерам выполнены впределах, не препятствующих взаимному контакту уплотнительных элементов с боковыми поверхностями соответствующих кольцевых канавок придвижении поршня,Насос в состоянии, соответствующемконцу хода всасывания работает следующим образом (фиг. 1),При ходе всасывания уплотнительный элемент 8 усилием трения его оповерхность поршня и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны рабочей камеры16 насоса боковой стенке кольцевойпроточки 6, а уплотнительный элемент5 усилием трения его о поверхностьрасточки корпуса 1 поджат к оснащенной выпускными каналами 4 боковойстенке кольцевой канавки 3. При этомрабочая жидкость через выпускныеканалы 4, радиальный и осевой зазоры между поверхностями кольцевой канавки 3 и уплотнительного элемента5 поступит из сообщенной со всасывающим трактом 15 насоса полости14 в рабочую камеру 16 насоса, Припоследующем обратном ходе поршня,до момента соприкосновения уплотнительного элемента 5 с располо;еннойсо стороны полости 14 боковой стенкой кольцсвой канавки 3, уплотнительный элемент 8 под действием усилия от перепада давления на нем,превосходящим усилие трения его опоршеНь, остается неподвижным. Послевыборки зазора и соприкосновенияуказанных выше элементов уплотнительный элемент 8 под действием усилия трения его о поршень 2 переместится и прижмется к противоположнойбоковой стенке кольцевой проточки би рабочая жидкость из рабочей камеры16 через осевой и радиальный зазорымежду поверхностями кольцевой проточки 6 и уплотнительного элемента 8вытеснится в напорный тракт насоса.В конце хода нагнетания уплотнительные элементы 5 и 8 соприкасаются непосредственно друг с другом,что максимально уменьшает объем вредногопространства. При обратном движениипоршня уплотнительный элемент 8 поддействием усилия трения его о поверхность поршня 2 переместится и подожмется к расположенной со стороны рабочей камеры 16 боковой стенке кольцевой проточки б, что обеспечит остановку перемещающегося совместно с поршнем под действием усилия от перепада давления уплотнительного элемента 5 и поджатие его усилием трения о поверхность расточки корпуса к оснащенной выпускными каналами 4 боковой стенке кольцевой канавки 3. Этим обеспечивается начало хода нсасывания.В дальнейшем циклы повторяются.Насос в состоянии, соответствующем концу хода всасывания в рабочей камере 16 и кону хода нагнетания в рабочей камере 21 работает следующим образом (фиг, 2).При ходе нсасывания в рабочей камере 16 и ходе нагнетания в рабочей камере 21 уплот нительный элемент 5 усилием трения его о поверхность расточки корпуса 1 поджат к оснащенной выпускными каналами 4 боковой стенке кольцевой канавки 3, уплотнительныи элемент 8 усилием трения его о поверхность поршня 2 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны рабочей камеры 16 боковой стенке кольцевой проточки б, а уплотнительный элемент 18 усилием трения его о поверхность расточки корпуса 1 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны полости 20 боковой стенке кольцевой канавки 17. При этом рабочая жидкость через выпускные каналы 4, радиальныи и осевой зазоры между поверхностями кольцевой канавки 3 и уплотнительного элемента 5 поступит из сообщеннои со всасыва ющим трактом .15 насоса полости 14 и рабочую камеру 16 насоса, а рабочая жидкость из рабочей камеры 21 через осевой и радиальный зазоры между поверхностями кольцевой канавки 17 и Д 5 уплотнительного элемента 8 вытеснится в напорный тракт 7 насоса. При последующем обратном ходе поршня, до момента соприкосновения уплотнительного элемента 5 с расположен О ной со стороны полости 14 боковой стенкой кольцевой канавки 3, уплотнительный элемент 8 под действием усилия от перепада давления на нем, превосходящим усилие трения его о поршень, остается неподвижным, а уплотнительный элемент 13 под действием усилия от перепада давления на нем, превосходящим усилие трения его о поверхность расточки корпуса 1, будет перемешаться вместе с порш нем. После соприкосновения указанных выше элементов уплотнительный элемент 8 под действием усилия трения его о поршень 2 переместится и прижмется к противоположной боковой 65 сто ке кс 1 ьце 1 О Прото к Ьа у:от;то.ьь:элемент 18 под действием усилия трения его о поверхностьрасточки корпуса 1 при движениипоршня 2 подожмется к оснащенной выпускными каналами 19 боконои стенке кольцевой канавки 17. При этомрабочая жидкость через выпускныеканалы 19, радиальный и осевой зазоры между поверхностями кольцевойканавки 17 и уплотнительного элемента 18 поступит из оснащенной со всасывающим трактом 15 насоса полости20 н рабочую камеру 21 насоса, арабочая жидкость из рабочей камеры18 через осевол и радиальныи зазорымежду поверхностями кольцевои проточки 6 и уплотнительного элемента8 вытеснится в напорный тракт насосаса 7. На:ос н состоянии, соответствующем концу хода нсасынания н рабочеи камере 16 и концу хода нагнетания н рабочей камере 21 (фиг. 3), работает так, что при ходе всасывания н рабочей камере 16 и ходе нагнетания в рабочеи камере 21 уплотнительный элемент 5 усилием трения его о поверхность расточки корпуса 1 поджат к оснащенной выпускными каналами 4 боконои стенке кольцевой канавки 3 и к жесткому кольцевому элементу 24, уплотнительный элемент 18 усилием трения его о поверхность поршня 2 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны рабочей камеры 16 боковой стенке кольценои канавки б и к жесткому кольцевому элементу 27, а уплотнитель ный элемент 18 усилием трения его о поверхность, расточки корпуса 1 и усилием от перепада давления на нем поджат к расположенной со стороны полости 20 боковой стенке кольцевой канавки 17 и к жесткому кольцевому элементу 2. При этом рабочая жидкость через выпускной канал 4, радиальные и осевые зазоры между поверхностями кольцевой канавки 3 и понерхностя ми жесткого кольцевого элемента 24, уплотнительного элемента 5 и жесткого кольцевого элемента 25 поступит из оснащенной со всасывающим трактом 15 насоса полости 14 в рабочую камеру 16, а рабочая жидкость из рабочей камеры 21 через осевые и радиальные зазоры между поверхностями кольцевой канавки б и поверхностями жесткого кольцевого элемента 26 и уплотнительного элемента 18 вытеснится в напорный тракт 7 насоса. При последующем ходе поршня, до момента соприкоснове ния уплотнительного элемента 5 и расположенной со стороны полости 11 боковой стенкой кольцевой канавки 3, уплотнительный элемент 18 под действием усилия от перепада давления на нем, превосходящим усилие трения его о поршень, остается неподвижным, 785543а уплотнительный элемент 18 под действием усилия от перепада давленияна нем, превосходящим усилие тренияего о поверхность, расточки корпуса1, будет уменьшаться вместе с поршнем. После соприкосновения укаэанных выше элементов уплотнительныйэлемент 18 под действием усилийтрения его о поршень 2 переместитсяи прижмется к противоположной боковой стенке кольцевой канавки 8 и кжесткому элементу 13, а уплотнительный элемент 18 под действием усилийтрения его о поверхность расточкикопуса 1 при движении поршня 2 подожмется к оснащенной выпускными каналами 19 боковой стенке кольцевойканавки 17 и к жесткому кольцевомуэлементу 23. При этом рабочая жидкость через выпускные каналы 19,радиальные и осевые зазоры междуповерхностями кольцевой канавки 17и поверхностями жесткого кольцевогоэлемента 13, уплотнительного элемента 18 и жесткого кольцевого элемента22 поступит на сообшенный со всасывающим трактом 15 насоса полости 20в рабочую камеру 21 насоса, а рабочая жидкость из рабочей камеры 16через осевые и радиальные зазорымежду поверхностями кольцевой канавки б и поверхностями жесткого кольцевого элемента 27 и уплотнительногоэлемента 18 вытеснится в напорныйтракт 7 насоса. Предложенное конструктивное решение насоса позволяет максимально уМеньшить величину объема вредного пространства насосов, уменьшить неравномерность подачи,и обеспечить воз - можность конструктивного выполнения насосов на высокие напоры и большие подачи. Формуа изобретения1. Объемный насос, соцержащийрасположенный в цилиндрическом корпусе поршень, снабженный основноикольцевои канавкой с выпускнымиканалами и свободно установленныйв ней уплотнительный элемент, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности работыпри выполнении насоса на малые подачи, в корпусе выполнена сообщенная снапорным трактом насоса кольцеваяпроточка, располокенная со сторонывыпускных каналов осиовнои кольцевойканавки на поршне и снабжена свободнорасположенными в ней кольцевымуплотнительным элементом, выполненным с натягом по цилиндрической поверхности поршня,2. Насос по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью умень 2 О шения неравномерности подачи напоршне, выполнена дополнительнаякольцевая канавка, снабженная свободно расположенным в нем дополнительным улотнительным элементом, и выпускными каналами, размещенными состороны основнои кольцевой канавки, а кольцевая проточка выполненамежду основной и дополнительной кольцевыми канавками.3. Насос по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с цельюрасширения области применения насоса, между боковыми поверхностямикольцевых канавок, кольцевои проточки и поверхностями уплотнительных элементов свободно установленыжесткие кольцевые элементы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетель ство СССР40 по заявке Р 2574200/Об,кл, Г 04 В 13,/00, 1978..г Составитель Е. ПерфильеваРедактор С. Глазова Тех ед,М. Табакович Корректор Л, Иван 3 Тираж 7 ударственно ам изобретений сква Ж5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4аказ 8798/36ВНИИПИ Госпо дел113035 Мо 25 Подписноего комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4