Гидропневмоприводной насос

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет 15.09.80 по пп.1 и 2)02.10.80 по п.З).31.12.80 по п.4Опубликовано 30.01.83, Бюллетень Мо 4Дата опубликования описания 3001 ВЗ Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) ГИДРОПНЕВИОПРИВОДНОЙ НАСОС Изобретение относится к насосостроению, в частности гидропневмоприводныхнасосов, и может применяются в различных,отраслях народного хозяйства дляподачи текучих сред.Известен гидропневмоприводной насос, содержащий отделенные подвижнымразделителем насосную и приводнуюкамеры, последняя из которых сообщена с источником давления приводнойсреды через управляемый распределитель с устройством управления, снабженным элементом сравнения величиндавления в камерах, имеющим инверсныевыходы и управляющие входы, и одиниз входов подключен к приводной камере )1.Недостатком известного насоса является то, что он работает в замкнутом цикле только от внешнего эадатчика и не может работать в автоматическом режиме.Цель изобретения - обеспечениеавтоматического режима работы насоса,Поставленная цель достигается тем,что второй вход элемента сравнения,подключен к насосной камере, а устройство управления дополнительноснабжено установленным между распределителем и элементом сравнений триггером с разделительными входами, ко- торые логически связаны с инверсными выходами элемента сравнения.Кроме того, триггер выполнен в виде двухпоэиционного фиксирующего механизма, образованного взаимодействующими между собой и установленными с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях подпружиненными ступенчатым штоком и защелкой штока с пневмоприводом, имеющим подключенный к нему трехходовой пилотный распределитель с перекидным запорным элементом, управляемый распределитель выполнен в виде двухступенчатого пневмоклапана, пилотный клапан которого связан с защелкой фиксирующего механизма, а элемент сравнения выполнен н виде мембраны с жестким центром, установленным с возможностью попеременного взаимодействия с запорным элементом пилотного распределителя и штоком фиксирующего механизма.триггер может быть выполнен в виде двух трехходовых пневмореле, соединенных по логической схеме "ПАМЯТЬЮТриггер может быть также выполненв виде самофиксирующегося в крайнихположениях трехходового золотникового распределителя.На Фиг.1 представлен насос с триггером в виде двухпозиционного самофиксирующего механизма; на фиг,2 - то же, с триггером н виде двух трехходо вых пненмореле; на фиг.З - то же, с триггером в аиде самофиксирующегося в крайних положениях трехходового золотниконого распределителя; на фиг.4 - то же, с управляемым распре-, О делителем, имеющим двухстороннее управление.насос содержит отделенные подвижным разделителем - мембраной 1 насос ную 2 и приводную камеры З.Приводная камера 3 сообщена с источником давления приводной среды через упранляемый распределитель 4 с устройством 5 управлення, снабженным элементом б сравнения величин давления в камерах 2 и 3,20 имеюцим инверсные выходы 7 и 8 и упранляюцие входы 9 и 10. Один из нходон 9 подключен к приводной камере 3, а второй вход 10 элемента б сравнения подключен кнасосной камере 2. Устройство 5 управления дополнительно снабжено установленным между распределителем 4 и элементом 6 сравнения триггером. 11-с разделительными входами 12 и 13, которые логически связаны " инверсными выходами 7 и 8 элемента б сравнения.Триггер Фиг.1) выполнен н ниде двухпоэиционного Фиксируюцего механизма 14, образованного взаимодействующими между собой и установленными с возможностью перемещения во взаимно перпендикулярных направлениях подпружиненными ступенчатым штоком 15 и защелкой 16 штока 15 с пневмоприводом 17, имеющим подключенный 40 к нему трехходовой пилотный распределитель 18 с перекидным запорным элементом 19. Управляемый распределитель 4 выполнен в виде двухступенчатого пненмоклапана, пилотный клапан 20 45 которого связан с защелкой 16 Фикси" рующего механизма 14,а элемент 6 сравнения выполнен в виде мембраны 21 с жестким центром 22, установленным с зозможностью попеременного взаиО моцейстння с запорным элементом 19 пияотного распределителя 18, у 7 тановленным на входе 12 триггера 13 и штоком 15 Фиксирующего механизма 14, установленным на входе 13 триггера 11,Триггер выполнен в виде двух трех- ходовых пненмореле 23, соединенных по логической схеме ПАМЯТЬ (Фиг,2), или н виде самофиксируюцегося в крайних положениях трехходового золотниконого распределителя 24 (Фиг.,З),При выполнении распределителя 4 н ниде двухступенчатого (фиг 1) или одноступенчатого (Фиг.2-3) пневмоклапана он имеет запорный перекидной элемент 25, взаимодействующий с седлами 26 и 27 соответственно канала 28 подвода и канала 29 сброса газа, На входе канала 28 подвода газа установлен редуктор 30. Перекидной запорный элемент 25 нагружен пружиной 31 в сторону седла 26 и имеет связанный с ним поршень 32, отделяющий управляюцую полость 33 от канала 29 сброса газа. В двухступенчатом . пневмоклапане фиг.1) полость 33 сообщена каналом 34 с полостью 35 пилот- ного клапана 20. Полость 35 через канал 36, имеющий седло 37, с которым взаимодействует клапан 20, сообцена с каналом 28 подвода газа, а через канал 38, имеющий седло 39, сообщена с атмосферой.Триггер снабжен патрубком 40 для подвода питания, При выполнении триГ- гера в виде двух трехходовых пневморе. ле 23 одно из пневмореле 23 выполнено в виде нормально открытого сервоклапана 41 и нормально-закрытого сервоноклапана 42. Нормально открытый сервоклапан 41 имеет подпружиненный затнор 43 двустороннего действия, взаимодействующий с седлами 44 и 45. Полость 4 Ь, н которой размещен затвор 43, сообщена с каналом 47 управления, подключенным к полости 31 распределителя 4 с атмосферой и с полостью 48 управления нормально закрытым сервоклапаном 42. Затвор последнего выполнен в виде спаренных клапанов 49 и 50; первый иэ которых взаимодействует с седлом 51, а второй с седлом 52. Седла 51 и 52 установлены на выходах из полости 53, которая каналом 54 связи сообцена с каналом 47 управления. Иннерсными выходами 7 и Э элемента б сравнения являются хвостоники жесткого центра 22, а вхо дами 12 и 13 триггера - хвостовики затворов сервоклапанов 41 и 42.В варианте насоса, представленном на фиг.З, триггер 11 выполнен в виде самофиксирующвгося золотникового распределителя 24, имеюцего золотник 55 с кольцевыми проточками 56 и 57, Торцовые полости 58 и 59 соединены каналами 60 и 61 соответственно с проточками 57 и 56. Полость 58 сообцена каналом 47 управления с полостью 33 распределителя 4, Золотниковый распределентель 24 имеет также окна подвода и отвода газа 63 и 62 соответственно, Окно подвода 62 снабжено патрубком 40 для подвода питания, В верхнем крайнем положении золотника 55 окна 62 и 63 совпадают соответственно с расточками 56 и 57, В нижнем положении золотника 55 окно 63 совпадает с расточкой 56 золотника 55, а окно 62 сообцено с полостью 58.При выполнении управляемого распределителя 4 с двусторонним управлением и фиксирующимся при переключениях распределительным органом (Фиг,4)Функции триггера выполняют совместйо два пневмореле 64 и 65 и сам распределитель 4, к управляющим входам 66 и 67 которого подключены соответствующие выходы 68 и 69 пневморе- ле 64 и 65, 5В линии 70 связи приводной камеры 3 с элементом сравнения 6 установлен блок временной задержки, образованный пневмозамедлителем 71 и пневмоемкостью 72. Пневмозамедлитель 71 представляет собой обратный клапан, нормально закрытый для прохождения газа из элемента 6 сравнения в камеру 3 с байпасом, в котором установлен регулируемый дроссель, Насосная ка мера 2 снабжена всасывающим 73 и нагнетательным 74 клапанами для перекачиваемой среды, Разделитель 2 имеет ограничители 75 и 76 движения.Насос работает следующим образом. 20При подаче приводной среды, например газа, через редуктор 30 вканал 28 подвода газа своим давлениемон открывает запорный элемент 25 и поступает в приводную камеру 3, пере мещая разделитель 1 на нагнетателе, Перекачиваемая среда вытесняется из насосной камеры 2 через нагнетательный клапан 74, В конце хода разделитель-мембрана 1 ложится на огра ничитель 76. Давление в приводной камере 3, которое до этого равно давлений нагнетания, поднимается выше последнего и на разделителе 1 возникает перепад давления, который 35воспринимается мембраной 21 элемента 6. сравнения. При этом жесткий центр 22 перемещается вправо (фиг,1) или вниз по чертежу (фиг.2-4) и на выходе 8 элемента сравнения появляется 40 сигнал (перемещение хвостовика жесткого центра 22). Сигнал с выхода 8 элемента сравнения воспринимается на входе 13 триггера 11. При этом происходит перемещение вправо штока 15 фиксирующего механизма 14 до его Фиксации защелкой 16 (Фиг.1), перемещение вниз клапана 49 до его посад.ки на седло 51 фиг.2), перемещение вниз золотника 55 до его фиксации в крайнем положении давлением питания со стороны торцовой полости 58 (фиг.3) или переброс на патрубок подвода 4 о пневмореле 65 (фиг.4)с Триггер переключает распределитель .4 в.новое устойчивое положение, при котором запорный элемент 25 садится на седло 26 и перекрывает канал 28 подвода газа, одновременно камера 3 со-. общается с каналом 29 сброса газа.Переключение распределителя 4 в варианте, приведенном на фиг.1, происхо дит за счет того, что защелка 16 отжимается пружиной пилотного клапана 10 в проточку ступенчатого штока 15. При этом пневмопривод 17 защел-, 65 ки 16 сообщен с атмосферой через открытый пилотный распределитель 18.Защелка 16 при этом удерживает шток15 от перемещения в течение всеготакта всасывания, на котором перекачиваемая среда под давлением подпорана всасывании заполняетчерез клапан73 насосную камеру 2,В варианте насоса, представленномна Фиг.2, после перемещения связан"ных клапанов 49 и 50 вниз, первыйсадится на седло 51, а второй поднимается с седла 52, управляющая по-.лость распределителя 4 отсекаетсяот атмосферы и сообщается с патрубком40 для подвода питания, после чегозапорный элемент перекидывается наседло 26, закрывая канал 28 подводагаза. На всем такте всасывания клапаны 49 и 50 удерживаются в нижнемположении за счет того, что газ поддавлением поступает из канала 47,через открытую полость 46 в полость48 управления сервоклапана 42В другом варианте насоса (фиг.3)удержание золотника 55 в нижнем положении на такте всасывание обеспечивается давлением в торцовой полости58.В насосе (фиг.4) после переключения распределителя 4 в положение,при котором камера 3 связана с атмосферой, распределительный орган самофиксируется в этом положении, а управляющие входы Ь 6 и 67 сообщаются с атмо.сферой.После завершения такта всасыванияразделитель 1 ложится на ограничитель75, на разделителе 1 возникает пере"пад давления, который передается наэлемент 6 сравнения, и мембрана 21с жестким центром 22 перемещается впротивоположном выше рассмотренномунаправлении. При этом в варианте насоса (фиг.1) смещение мембраны влевовызывает появление сигнала (переме-,щения хвостовика жесткого центра)на выходе 7 элемента 6 сравнения.Этот сигнал поступает на вход 12триггера 11 (на торец перекидногозапорного элемента 19). Эапорныйэлемент 19 перемещается влево, отсекая пневмопривод 17 защелки 16 отатмосферы и сообщая его с патрубком40 питания. Под действием давлениягаза защелка перемещается вниз и освобождает шток 15, который возвращается пружиной в исходное положение,пилотный клапан 20 перебрасываетсяс седла 39 на седло 37 и удерживается защелкой. 16 в таком положениивесь последующий такт нагнетания.Полость 33 распределителя 4 отсекается от канала 28 подвода газа и сообщается через полость 35 и канал 38 сатмосферой. Давлением газа со сторойы канала 28 подвода газа запорный992817 элемент 25 перекидывается на седло27 и в камеру 3 начинает поступатьгаз, обеспечивая перемещение разделителя 1 на нагнетание, В варианте насоса, показанном на фиг.2, при перемещении мембраны 21 и жесткого центра 522 вверх (по чертежу) перебрасываетсяв верхнее положение затвор 43, который перекрывает седло 44 и открываетседло, 45, сообщая тем самым полость48 сервоклапана 42 с атмосферой. Под 10действием пружины клапан 50 садитсяна седло 52, а клапан 49 поднимаетсяс седла 51. При этом полость 33 сообщается с атмосферой и под действиемдавления газа в канале 28 запорныйэлемент 25 перекидывается на седло27. В варианте насоса на фиг,З приперемещении мембраны 21 и жесткогоцентра 22 вверх смещается вверх и золотник 55. Патрубок 40 питания сообщае.ся через окно 62, расточку 56и канал 61 с полостью 59 и давлениемгаза золотника 55 фиксируется в верхнем положении, При этом полость 33через канал 47, полость 58, канал60, расточку 57 и окно 63 сообщаетсяс атмосферой. Давлением газа в канале 28 запорный элемент 25 перебрасывается на седло 27. В варианте насоса на фиг,4 при ходе мембраны 21и жесткого центра 22 вверх пневмореле 64 перекладывается в положение,при котором управляющий вход 66 распределителя 4 сообщается с патрубком40 питания. После переключения распределителя 4 и самофиксации егораспределительного органа, пневмореле 64 возвращается в исходное положение и сообщает управляющий вход 66с атмосферой. В процессе такта нагнетания триггер удерживает распредели,.тель 4 в рабочем положении. Далеецикл повторяется,За счет включения в цепь управления распределителем 4 триггера 11и подключения второго входа элемента 456 сравнения к насосной камере обеспечивается автоматический режим работынасоса по перепаду давления на разделителе. Формула изобретения 1. Гидропневмоприводной насос, содержащий отделенные подвижным раз- у 5 делителем насосную и приводную камеры, последняя из которых сообщена Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1 Бритвин Л.Н. Новые методы повышения точности дозирования жидкос,тей насосными установками объемного типа, Обзорная информация. Серия ХМ"насосостроение", ЦИнТИХИИНЕФТЕИАШ М., 1975, с.59-,62, р 12.992817 зг и 2( Составитель В, ГрузиновРедактор Н. Кешеля Техред И,гайду Коррект ошко Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 407/43 Тираж 663 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035,. Москва, Ж-.35, Раушск