НАСОС ДЛЯ ЖИДКОСТИ

НАСОС ДЛЯ ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, точнее к поршневым насосам с приводом и может быть использовано для перекачки вязких и неоднородных жидкостей.
Р1звестен центробежный насос (см. Центробежные и осевые насосы, А.А. Ломакин, издательство Машиностроение, МоскваЛенинград, 1966г., стр. 15, 16) состоящий из корпуса, лопастного колеса, всасывающей и нагнетательной камер, патрубков ввода и вывода перекачиваемой жидкости, привода. Поток перекачиваемой жидкости в этом насосе движется только в одном направлении, что важно при перекачке неоднородных и вязких жидкостей. Недостатком известного насоса является то, что при повышении напора или уменьшении подачи жидкости КПД насоса резко падает.
Известен также радиально-поршневой насос (см. Машиностроительная гидравлика, Т.М. Башта, издательство Машиностроение, 1971г., стр. 138, 139), содержащий цилиндры, поршни, соединенные между собой, расположенные по одну сторону от поршня патрубки ввода и вывода перекачиваемой жидкости и привод. В нем исключены недостатки центробежного насоса, т.е. при небольших подачах и высоком давлении КПД насоса остается высоким (0,98 и выше). Недостатком этого насоса является резкое изменение направления движения перекачиваемой жидкости при переходе от фазы всасывания к фазе нагнетания. При перекачивании неоднородной жидкости резкая смена направления движения жидкости приводит к интенсивному
МПКР04В 9/10,15/02
отложению примесей на поршне и стенках цилиндра и как следствие- к выходу насоса из строя.
Также известен насос с гидравлическим приводом (см. патент CCCPJMb 1569422, F04B 9/08,15/02), содержащий цилиндр, соединенные между собой поршни, всасывающую и нагнетательную камеры, соединенные каналом, патрубки ввода и вывода перекачиваемой жидкости и привод с рабочими камерами. Невысокая скорость хода поршня в цилиндре, перемещение жидкости в цилиндре в одном направлении значительно повышают работоспособность и надежность насоса при перекачивании неоднородной и вязкой жидкости. Недостатком насоса является наличие уплотнений, граничащих с внешней средой. Износ и прорыв уплотнений создаёт угрозу загрязнения внешней среды, а большой перепад давления между уплотняемой и внешней средами усложняет их работу.
По совокупности существенных признаков насос по патенту СССР № 1569422 является наиболее близким к заявляемому и принят нами за прототип.
Задачей изобретения является повышение надежности работы насоса, его экологической безопасности.
Для решения этой задачи в насосе, содержащем расположенные тандемом цилиндры, разделенные перемычкой, с поршнями, соединенными между собой штоком, всасывающую и нагнетательную камеры, соединенные каналом, и привод с рабочими камерами, поршни установлены между всасывающей и нагнетательной камерами, при этом рабочие камеры привода расположены между поршнями и разделены перемычкой, а канал, соединяющий всасывающую и
нагнетательную камеры, выполнен в штоке и поршнях. Рабочие камеры привода могут быть снабжены датчиками управления приводом, а диаметры поршней выбраны из соотношения D } 2 / D 22 Ј 2, где D г диаметр поршня со стороны всасывающей камеры, D 2 диаметр поршня со стороны нагнетательной камеры.
Расположение рабочих камер привода между поршнями и разделение их перемычкой позволяет совместить в одном блоке рабочие камеры привода и поршни, что значительно упрощает конструкцию насоса, а так же обеспечивает давление рабочей жидкости большее чем давление перекачиваемой жидкости, что исключает попадание перекачиваемой жидкости в рабочую жидкость.
Установка поршней между всасывающей и нагнетательной камерами позволяет расположить уплотнения подвижных элементов между камерами, разница давлений в которых незначительна, что повышает надежность уплотнений, а также исключает, в случае их износа или прорыва, попадание перекачиваемой жидкости или рабочего тела привода в окружающую среду.
Выполнение в поршнях и штоке канала, соединяющего всасывающую и нагнетательную камеры, позволяет, при перемещении поршней, перетекать жидкости из всасывающей в нагнетательную камеру без изменения направления её движения, что уменьшает отложения загрязнений в камерах и как следствие снижает износ уплотнений.
Снабжение рабочих камер привода датчиками управления приводом позволяет оптимизировать режим работы насоса за счет
переключения гидрораспределителя привода только в момент подхода поршней в крайнее положение.
Выбор диаметров поршней из соотношения D s 2 / D -f  2, позволяет обеспечить равномерность напора (подачи) при движении поршней в любую сторону.
Изобретение поясняется чертежом, где условно изображены насос и элементы привода.
Насос содержит расположенные тандемом иилиндры 1 и 2, разделенные перемычкой 3, с поршнями 4 и 5, соединенными штоком 6, всасывающую 7 и нагнетательную 8 камеры, рабочие камеры 9 и 10 привода 11 и патрубки 12 и 13 подвода и отвода перекачиваемой жшжости. В описываемом варианте привод насоса выполнен гидравлическим и рабочим телом является масло. В других вариантах исполнения привод может быть выполнен пневматическим.
В канале 14, соединяющем всасывающую и нагнетательную камеры, расположен нагнетательный клапан 15. Всасывающий клапан 16 установлен в патрубке 12 подвода. Рабочие камеры 9 и 10 привода снабжены датчиками 17 и 18 управления приводом, сигналы с которых подаются на блок 19 управления приводом. В описываемом варианте датчики управления приводом выполнены бесконтактными индуктивными. Поршни и перемычка снабжены уплотнениями 20, 21 и 22. Камера 9 линией 23 постоянно подключена к линии напора 24 привода, а камера 10 посредством линии 25 и гидрораспределителя 26 привода подключается либо к линии напора 24 либо к линии слива 27.
Насос работает следующим образом.
Масло под давлением по линии напора 24 постоянно подается в рабочую камеру 9. При подключении камеры 10 к линии слива 27 (гидрораспределитель в правом положении) поршни перемещаются в сторону нагнетательной камеры 8, происходит всасывание перекачиваемой жидкости в полость 7 (всасывающий клапан 16 открыт). Жидкость, находящаяся в камере 8, вытесняется в патрубок 13. В конце хода поршней срабатывает датчик 18. Сигнал с датчика 18 подается на блок управления 19, переключающий гидрораспределитель 26 в левое положение (по чертежу), при этом рабочая камера 10 соединяется с линией напора 24. Поршни, преодолевая усилие давления в камере 9, перемещаются в сторону всасывающей камеры 7, а масло из камеры 9 через линию 23 и гидрораспрепелитель 26 перетекает в камеру 10. При движении поршней в сторону всасывающей камеры 7 всасывающий клапан 16 закрыт, а перекачиваемая жидкость через открытый нагнетательный клапан 15 и рсанал 14 п етекает в нагнетательную камеру 8. Часть перекачиваемой жидкости идет на заполнение нагнетательной камеры, а часть попадает в нагнетательный патрубок. 13.
В конце хода поршней срабатывает датчик 17, блок управления переключает гидрораспределитель в правое положение, подключая камеру 10 к линии слива 27, и цикл работы насоса повторяется.
Таким образом, предложенный насос, так же, как и насоспрототип обеспечивает равномерную подачу жидкости в одном направлении при движении поршня в обоих направлениях, но расположение уплотнений подвижных элементов между камерами,
разница давлений в которых незначительна, повышает надежность уплотнений, а также исключает, в случае их износа или прорыва, попадание перекачиваемой жидкости или рабочего тела привода в окружающую среду.
Формула изобретения
1.Насос для жидкости, содержащий расположенные тандемом цилиндры, разделенные перемычкой, с поршнями, соединенными между собой штоком, всасывающую и нагнетательную камеры, соединенные каналом, и привод с рабочими камерами, отличающийся тем, что поршни установлены между всасывающей и нагнетательной камерами, при этом рабочие камеры привода расположены между поршнями и разделены перемычкой, а канал выполнен в штоке и поршнях.
2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что рабочие камеры привода снабжены датчиками управления приводом.
3.Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем диаметры поршней выбраны из соотношения D l 2 I D 22 - 2, где D г диаметр поршня со стороны всасывающей камеры, D 2 - диаметр поршня со стороны нагнетательной камеры.