НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к насосным агрегатам, и может быть использована при перекачке различных видов жидкостей.
Известен многорядный плунжерный насос, содержащий станину, на которой закреплены рабочие цилиндры и по числу цилиндров клапанные коробки, имеющие полости всасывания и нагнетания, причем эти полости сообщены соответственно со всасывающим и нагнетательным коллекторами (Авт. св-во СССР №909276, МПК F04B 1/00, 1980 г.).
Недостатком известного устройства является неравномерность подачи рабочей среды и пульсации давления на выходе насоса, а также неравномерность приводного момента на протяжении одного оборота коленчатого вала.
Известен также многоплунжерный насос, содержащий кривошипно-ползунный дезаксиальный механизм привода (патент РФ №2168064, МПК F04B 1/00, 1999 г.).
Данное изобретение является наиболее близким по достигаемому техническому результату и решаемой задаче. Однако, известная конструкция имеет низкую технологичность конструкции, вследствие дезаксиального расположения цилиндров в насосном блоке, разных длин шатунов а также наличия переменного угла между кривошипами.
Задачей настоящей полезной модели является создание насосного агрегата, обеспечивающего его надежную работу.
Поставленная задача решается тем, что в насосном агрегате, состоящем из основного насосного блока и приводного механизма, согласно полезной модели, насосный агрегат снабжен дополнительным насосным блоком, плунжеры которого установлены соосно плунжерам основного блока, причем последние соединены с тем же приводным механизмом, что и основной насосный блок, а приводной механизм снабжен дополнительным коленчатым валом, кинематически связанным с коленчатым валом основного насосного блока.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показаны основные модули, из которых состоит насосный агрегат, на фиг. 2 схематическое изображение насосного агрегата, на фиг. 3 изображен Вид А с фиг. 2, на фиг. 4 изображен Вид Б с фиг. 2.
Полезная модель состоит из приводного механизма 1 с приводным валом 2 и основного насосного блока 3, присоединенного к левой части 4 приводного механизма 1, а также дополнительного насосного блока 5, присоединенного к правой части 6, при этом насосные блоки 3 и 5 соединены гидравлически между собой всасывающим коллектором 7 и нагнетательным коллектором 8. Приводной механизм 1 состоит из приводного вала 2 с установленной на нем шестерней 9, и двух одинаковых шестерен 10, находящихся в зубчатом зацеплении с шестерней 9, при этом одна шестерня 10 закреплена на коленчатом валу основного блока 11, а другая шестерня 10 закреплена на коленчатом валу дополнительного блока 12. Коленчатый вал основного блока 11 состоит из трех кривошипов 13, равномерно распределенных по окружности с центром на оси вращения коленчатого вала основного блока 11. Коленчатый вал дополнительного блока 12 состоит из трех кривошипов 13, равномерно распределенных по окружности с центром на оси вращения коленчатого вала дополнительного блока 12. Каждый кривошип 13 соединен с шатуном 14, который связан с ползуном 15, а ползун 15 соединен с плунжером 16. Основной насосный блок 3 и дополнительный насосный блок 5 каждый состоят из трех цилиндров 17, всасывающего коллектора 7 и нагнетательного коллектора 8. Каждый цилиндр 17 состоит из рабочей камеры 18, всасывающего клапана 19 и нагнетательного клапана 20.
А также, одноименные точки «а», «б» и «в» коленчатого вала основного блока 11 и точки «а», «б» и «в» коленчатого вала дополнительного блока 12 с помощью зубчатого зацепления посредством шестерен 9 и 10 разнесены по окружности на угол, равный 60 градусов.
При этом, в каждом насосном блоке 3 и 5 находится по три плунжера 16, а на каждом коленчатом вале 11 и 12, количество кривошипов 13 также равно трем. При этом кривошипы 13 разнесены равномерно по окружности с центром на оси вращения каждого коленчатого вала 11 и 12.
Насосный агрегат работает следующим образом. Приводной вал 2 с установленной на нем шестерней 9 посредством зубчатой передачи вращает шестерни 10, закрепленные на соответствующих коленчатых валах и, которые соответственно вращают коленчатый вал основного блока 11 и коленчатый вал дополнительного блока 12. В свою очередь, коленчатые валы посредством кинематической связи через кривошипы 13, шатуны 14 и ползуны 15 преобразуют свое вращательное движение в возвратно-поступательное движение ползунов 15, которые соединены с плунжерами 16 и заставляют последние двигаться таким же образом внутри своих цилиндров 17. При движении плунжеров 16 в одну сторону объем рабочей камеры 18 увеличивается, а давление в ней уменьшается до величины, меньшей, чем давление во всасывающем коллекторе 7, после чего всасывающий клапан 19 открывается и рабочая камера 18 заполняется жидкостью, а нагнетательный клапан 20 закрывается под высоким давлением жидкости в нагнетательном коллекторе 8. При движении плунжеров 16 в обратную сторону объем рабочей камеры 18 уменьшается, всасывающий клапан 19 закрывается, давление в цилиндре 17 увеличивается, а нагнетательный клапан 20 открывается и жидкость из рабочей камеры 18 поступает в нагнетательный коллектор 8.
При описанной работе насосного агрегата возникает необходимость в сглаживании неравномерности подачи и пульсации давления на выходе насоса, а также неравномерности приводного момента на протяжении одного оборота коленчатого вала.
Это обеспечивается выполнением элементов приводного механизма, следующим образом. При количестве плунжеров 16 работающих в каждом насосном блоке равным трем, количество кривошипов 13 на каждом коленчатом вале также равно трем. При этом кривошипы 13 разнесены равномерно по окружности с центром на оси вращения каждого коленчатого вала. При этом коленчатый вал основного блока 11 вращается синхронно с коленчатым валом дополнительного блока 12 со сдвигом по фазе на 60 градусов. Таким образом, каждый плунжер 16 работает относительно любого другого плунжера со сдвигом по фазе кратным 60 градусов. Это достигается тем, что одноименные точки, например «а», «б» и «в» коленчатого вала основного блока 11 и точки «а», «б» и «в» коленчатого вала дополнительного блока 12 с помощью зубчатого зацепления посредством шестерен 9 и 10 разнесены по окружности на угол, равный 60 градусов.
Таким образом, технический результат предлагаемой полезной модели состоит в уменьшении коэффициента неравномерности подачи, что объясняется следующим образом.
Мгновенная подача от каждого цилиндра 17 определяется законом движения плунжера 16, а мгновенная подача в нагнетательном коллекторе 8,а следовательно, и подача насоса представляет собой сумму подач всех цилиндров 17, взятую из уравнения движения плунжеров 16 при их движении во время хода нагнетания. Неравномерность подачи измеряется, как отношение разности максимальной и минимальной подачи к средней подаче. Уравнение неравномерности приводного момента математически подобно уравнению неравномерности подачи насоса, поэтому минимизация неравномерности подачи приводит к снижению пульсации приводного момента, что приводит к повышению надежности всего устройства.